嵌入式操作系統(tǒng).pdf

1、由于科學技術的發(fā)展，人們對各種電子產(chǎn)品的需要也越來越多，甚至越來越高，這包括對價格、便攜、實時、穩(wěn)定、可靠、安全等方面的要求。顯然，對于一個系統(tǒng)的穩(wěn)定性、可靠性除了硬件本身的關系外，最重要的莫過于軟件系統(tǒng)的可靠性及穩(wěn)定性，而內(nèi)存無疑是這個軟件系統(tǒng)穩(wěn)定及安全的最關鍵環(huán)節(jié)。本論文的主要目的就是為了解決該問題：找出一種適合于嵌入式系統(tǒng)的內(nèi)存保護機制。該機制不僅能夠實現(xiàn)基本的內(nèi)存保護及任務隔離的目的，而且能夠盡量地減少對系統(tǒng)性能的影響，特別是實

2、時性。
　　在本論文中首先通過對嵌入式系統(tǒng)特點的分析以及VxWorks內(nèi)存管理的分析來明確該需求。然后又分別通過對已有的較為成熟的內(nèi)存保護機制進行研究，包括：內(nèi)存管理單元的研究；Linux內(nèi)存保護機制的研究；VxWorks進程管理的研究等，最終提出了一個適合嵌入式系統(tǒng)的內(nèi)存保護機制。該機制包括對頁表機制的選擇——使用系統(tǒng)頁表以節(jié)省有限的內(nèi)存資源，代碼段的寫保護，其它段不可執(zhí)行的研究，任務堆棧空間的隔離，堆空間的管理，內(nèi)存泄漏的檢測

3、。在最初的方案上任務堆?？臻g切換的時間復雜度是與任務空間的大小成線性關系的，所以本論文的最后又提出了一種基于SR段寄存器的O(1)切換策略。
　　最后論文通過在VxWorks5.5+MPC603e的平臺上實現(xiàn)了以上設計，通過實驗數(shù)據(jù)驗證了該方案的正確性，并通過各種數(shù)據(jù)比較了原系統(tǒng)、切換策略的方案1以及改進切換策略的性能，發(fā)現(xiàn)了經(jīng)過改進后的方案基本能達到預期的要求，對系統(tǒng)的實時性影響較小，完成了所要求的保護功能。
　　本系統(tǒng)的

4、難點在于這是一個基于內(nèi)核的模塊，所以在設計及實現(xiàn)的時候，必須深入理解內(nèi)核的每個細節(jié)甚至是某個字節(jié)。例如棧的生長方式、任務控制塊的結構、內(nèi)存管理的組織結構等。在機制的設計上要充分理解該機制的優(yōu)缺點，包括時間復雜度，空間復雜度以及對硬件資源的依賴程度，從而選擇出一種較佳的方案。同時本論文的創(chuàng)新點在于提出了一種在嵌入式系統(tǒng)中實現(xiàn)內(nèi)存保護機制的方案，該方案實現(xiàn)了系統(tǒng)代碼段的寫保護；以及基于頁表的任務間隔離機制；提出了嵌入式系統(tǒng)的堆管理方式，按需