基于源碼資源庫(kù)和組裝技術(shù)的嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)研究.pdf

1、當(dāng)前嵌入式系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)多為在嵌入式操作系統(tǒng)基礎(chǔ)上的開(kāi)發(fā)，這樣可使開(kāi)發(fā)人員專(zhuān)注于應(yīng)用功能的開(kāi)發(fā)，加快開(kāi)發(fā)速度，降低開(kāi)發(fā)風(fēng)險(xiǎn)?，F(xiàn)有的商業(yè)嵌入式操作系統(tǒng)可提供通常的技術(shù)服務(wù)，但它不開(kāi)放內(nèi)核源代碼，不能針對(duì)特定應(yīng)用裁減內(nèi)核，且使用價(jià)格高。開(kāi)源的嵌入式操作系統(tǒng)例如Linux等，雖可根據(jù)需要進(jìn)行內(nèi)核裁減，但它又缺少必要的技術(shù)服務(wù)，同時(shí)由于它的實(shí)時(shí)性等問(wèn)題，在實(shí)時(shí)控制領(lǐng)域使用時(shí)需要進(jìn)行必要的改造。所有這些開(kāi)發(fā)，都需要開(kāi)發(fā)人員具有較深專(zhuān)業(yè)知識(shí)和技能，而許

2、多其他專(zhuān)業(yè)的技術(shù)人員，也期望使用嵌入式技術(shù)和嵌入式操作系統(tǒng)去解決他們各自領(lǐng)域的特定技術(shù)問(wèn)題，這就要求業(yè)界能夠提供一種易于進(jìn)行個(gè)性化定制(裝配)的嵌入式操作系統(tǒng)和與之相配套的開(kāi)發(fā)工具。 針對(duì)這種情況，本文以數(shù)控應(yīng)用為背景，提出一個(gè)基于源碼資源庫(kù)和組裝技術(shù)的嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)。論文主要研究?jī)?nèi)容如下。 1．對(duì)當(dāng)前開(kāi)源嵌入式操作系統(tǒng)進(jìn)行研究，分析它們的優(yōu)缺點(diǎn)，提出本操作系統(tǒng)的兩個(gè)基本目標(biāo)——可組裝性和硬實(shí)時(shí)性。 2．以功

3、能完整、獨(dú)立、冗余度小為原則，將操作系統(tǒng)分解成多個(gè)源碼組件，為代碼組裝提供基礎(chǔ)。實(shí)現(xiàn)上：將操作系統(tǒng)分為四層——硬件層、基本實(shí)時(shí)內(nèi)核層、操作系統(tǒng)服務(wù)層和用戶(hù)應(yīng)用層；每層再按功能劃分模塊，每個(gè)模塊由若干函數(shù)組成，將函數(shù)作為代碼組裝的最小單位——源碼組件。 3．通過(guò)源碼資源庫(kù)管理共性模塊的源代碼組件，在資源庫(kù)中，代碼組件按照(層次名一模塊功能名一函數(shù)名)三級(jí)索引存儲(chǔ)。代碼組裝時(shí)，建立一個(gè)源代碼庫(kù)函數(shù)使用情況登記表S_CODE_USED

4、_TAB，通過(guò)該表在源碼資源庫(kù)查找源碼塊。 4．采用兩種調(diào)度策略實(shí)現(xiàn)對(duì)普通任務(wù)和實(shí)時(shí)任務(wù)調(diào)度，一定程度的開(kāi)放硬件中斷資源，最大限度的提高系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性，同時(shí)又設(shè)法避免某些任務(wù)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間得不到服務(wù)。 5．利用該操作系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)一個(gè)電火花加工的三軸兩聯(lián)動(dòng)的特殊數(shù)控系統(tǒng)，完成了針對(duì)該系統(tǒng)軟硬件功能的操作系統(tǒng)配置、組裝，應(yīng)用層任務(wù)的實(shí)現(xiàn)，及其與操作系統(tǒng)的掛接。經(jīng)過(guò)系統(tǒng)測(cè)試，嵌入式操作系統(tǒng)能滿(mǎn)足該數(shù)控系統(tǒng)的要求。 本課題設(shè)計(jì)的嵌入