检索结果-内蒙古大学图书馆

电子技术应用 2010年第11期36卷 48-51页

作者：李岩谷萍萍哈尔滨理工大学计算机科学与技术学院黑龙江哈尔滨150080

信号量管理是操作系统中频繁运行的程序段之一。为提高实时操作系统RTOS的响应能力,提出了基于FPGA硬件实现信号量管理的设计方案。采用片内寄存器实现事件控制块(ECB)、映射表等存储结构,使用组合逻辑电路实现信号量管理模块,提高了信... 详细信息

信号量管理是操作系统中频繁运行的程序段之一。为提高实时操作系统RTOS的响应能力,提出了基于FPGA硬件实现信号量管理的设计方案。采用片内寄存器实现事件控制块(ECB)、映射表等存储结构,使用组合逻辑电路实现信号量管理模块,提高了信号量创建、删除及P/V操作的执行速度。

关键词：硬件实时操作系统信号量管理事件控制块 FPGA

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硬件实时操作系统的设计与实现

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电子技术应用 2008年第5期34卷 34-37页

作者：崔建华孙红胜王保进解放军信息工程大学河南郑州450002

在阐述了硬件实时操作系统的结构和运行机制的基础上,着重论述了基于FPGA设计实现的硬件实时操作系统,并在Actel公司的APA075上实现了任务调度、中断管理、定时器管理等实时操作系统基本功能。该硬件实时操作系统具有强实时性、高确定... 详细信息

在阐述了硬件实时操作系统的结构和运行机制的基础上,着重论述了基于FPGA设计实现的硬件实时操作系统,并在Actel公司的APA075上实现了任务调度、中断管理、定时器管理等实时操作系统基本功能。该硬件实时操作系统具有强实时性、高确定性和低系统开销等优点。

关键词： FPGA 硬件实时操作系统系统开销

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硬件实时操作系统内核可伸缩性与性能优化技术研究

硬件实时操作系统内核可伸缩性与性能优化技术研究

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作者：崔亚斌浙江大学

学位级别：硕士

随着嵌入式系统网络化、智能化应用的不断扩展，传统软件实时操作系统作为支撑软件已无法满足需求。基于硬件化、软硬件协同等手段，在FPGA、SOC等器件上实现硬件实时操作系统已成为研究热点之一。然而现有的硬件实时操作系统仍存在功... 详细信息

随着嵌入式系统网络化、智能化应用的不断扩展，传统软件实时操作系统作为支撑软件已无法满足需求。基于硬件化、软硬件协同等手段，在FPGA、SOC等器件上实现硬件实时操作系统已成为研究热点之一。然而现有的硬件实时操作系统仍存在功能欠完备、可配置/可裁剪能力不足、系统性能尚待优化等局限性，在不同程度上限制了硬件实时操作系统的发展及应用。\n 本文采用软硬件协同设计手段，从优化硬件实时操作系统内核设计技术入手，开展总体架构、功能及性能优化方法研究。完成的主要研究工作如下:\n 1)提出可伸缩性硬件内核设计方案，设计了基于硬件互连总线、命令通信协议和标准功能列表的构件化内核结构，在构件中使用构件命令状态机和可配置数据存储器，可实现结构、功能、资源三个维度的可伸缩性。\n 2)提出软硬件通信瓶颈优化方法，通过添加系统调用缓冲区和加速通信流程来优化系统调用和任务中断处理的软硬件通信，从而缓解软硬件通信延迟问题，更好地发挥硬件内核的优势。\n 3)基于上述技术，研制了一个硬件实时操作系统内核原型HardOS，进行了功能对比、可伸缩性和性能测试，结果验证了本文提出技术的有效性。

关键词：硬件实时操作系统软硬件协同设计可伸缩性现场可编程门阵列

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基于FPGA的硬件实时操作系统设计

基于FPGA的硬件实时操作系统设计

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作者：崔晓英哈尔滨理工大学

学位级别：硕士

实时操作系统由于其调度的实时性、响应时间的可确定性、系统高度的可靠性等特点,被越来越多地应用在汽车电子、航空航天和工业控制等众多领域。但是,已有的实时操作系统内核是加在应用程序中的软件,它不仅增加了存储空间的用量,而且增... 详细信息

实时操作系统由于其调度的实时性、响应时间的可确定性、系统高度的可靠性等特点,被越来越多地应用在汽车电子、航空航天和工业控制等众多领域。但是,已有的实时操作系统内核是加在应用程序中的软件,它不仅增加了存储空间的用量,而且增加了应用程序的额外负荷。尤其在实时性较强的场合,操作内核的大小与应用程序的执行速度构成了一对矛盾,亟待解决。针对实时操作系统的开销导致应用程序可执行性降低的问题,提出基于FPGA的硬件实时操作系统设计方案,即将实时操作系统内核硬化到FPGA上作为独立的模块与处理器并行执行。建立由输入/输出寄存器、中断控制器和实时操作系统主要功能模块组成的硬件实时操作系统总体结构。确定其工作过程:通过数据总线把相应的参数和命令发送到指定硬件单元电路的输入寄存器中,再由硬件逻辑电路进行相应的处理,处理结果送到输出寄存器中以供CPU读取。本文以μC/OS-II实时操作系统为研究对象,根据硬件逻辑电路的并行性特点,修改已有的μC/OS-II中由软件实现的数据结构,搭建各个功能模块的硬件逻辑结构,应用VHDL硬件语言描述各个功能模块,并在ISE 8.2软件环境下进行了仿真验证。本文主要设计并实现了任务管理模块的硬件逻辑电路,通过设计基于片内寄存器的任务控制块TCB(Task Control Block)及基于组合电路的任务调度器,充分发挥了多任务潜在的并行性;设计并实现了简单的中断任务管理模块的硬件逻辑电路,将外部的中断请求作为中断任务,并享有高于普通任务的优先级分配权,当外部中断到来时,相应的任务状态位被置为就绪态,触发任务调度,中断任务被优先处理,提高了中断的响应时间;设计并实现了信号量管理模块的硬件逻辑电路,其中基于硬件逻辑实现的等待任务列表,降低了频繁查表、访问内存带来的系统开销。

关键词： μC/OS-II 硬件实时操作系统硬件描述语言可编程门阵列

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实时嵌入式操作系统中信号量管理的硬件化设计与实现

实时嵌入式操作系统中信号量管理的硬件化设计与实现

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作者：孙迎新青岛大学

学位级别：硕士

传统的实时嵌入式操作系统是用软件实现的,在进行系统调用时占用大量的CPU时间,应用程序的可执行性和系统的实时性降低。本文针对软件实时嵌入式操作系统的这一弊端,基于当前国内外的研究现状,对传统软件操作系统进行了硬件化的设计。... 详细信息

传统的实时嵌入式操作系统是用软件实现的,在进行系统调用时占用大量的CPU时间,应用程序的可执行性和系统的实时性降低。本文针对软件实时嵌入式操作系统的这一弊端,基于当前国内外的研究现状,对传统软件操作系统进行了硬件化的设计。本设计实现的硬件实时操作系统包括硬件部分H/W和软件部分S/W,其中硬件部分实现任务管理、时间管理、事件管理、中断管理等功能并作为协处理器与处理器并行工作;软件部分实现上下文切换等功能。软件部分通过总线向硬件部分发送命令和参数,硬件部分根据接收到的命令和参数进行相应的处理,如果需要系统进行任务切换,则以中断的方式通知软件部分,在此期间软件部分可以处理其它任务。本文以μC/OS-II为研究对象,对其任务管理和信号量管理模块的工作原理进行了详细的分析。根据硬件逻辑的并行特点,对μC/OS-II中的一些数据结构进行了修改,并基于FPGA片内寄存器实现了硬件任务控制块HTCB、立体就绪表、优先编码器、任务等待表等IP核,通过调用这些IP核实现了任务管理和信号量管理功能。最后,通过Verilog HDL对任务管理模块和信号量管理模块进行了描述,并且通过功能仿真验证了这两个模块功能的正确性和可行性。

关键词：硬件实时操作系统 FPGA μC/OS-II Verilog HDL

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μC/OS-Ⅱ任务管理的硬件实现

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计算机应用 2010年第5期30卷 1386-1389页

作者：李岩崔晓英李贤尧赵宏杰程平哈尔滨理工大学计算机科学与技术学院哈尔滨150080

针对实时操作系统的开销导致应用程序可执行性降低的问题,提出了基于FPGA的硬件实时操作系统设计方案,实现了μC/OS-Ⅱ任务管理模块的硬件化。采用FPGA片内寄存器实现等待任务列表,并设计了相应的硬件电路访问该表,节省了系统由于频繁... 详细信息

针对实时操作系统的开销导致应用程序可执行性降低的问题,提出了基于FPGA的硬件实时操作系统设计方案,实现了μC/OS-Ⅱ任务管理模块的硬件化。采用FPGA片内寄存器实现等待任务列表,并设计了相应的硬件电路访问该表,节省了系统由于频繁访存而浪费的时间。通过设计基于片内寄存器的TCB及基于组合电路的任务调度器,充分发挥了多任务潜在的并行性。整个设计采用VHDL,通过ISE8.2软件时序仿真验证。仿真结果表明,利用硬件实现减少了任务运行时间,使其在一些实时性要求较高的场合得到应用成为可能。

关键词：硬件实时操作系统现场可编程门阵列任务管理超高速集成电路硬件描述语言并行性

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基于FPGA的μC/OS-Ⅱ任务管理硬件设计

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电子技术应用 2010年第2期36卷 25-29页

作者：李岩崔晓英李贤尧赵宏杰程平张礼勇哈尔滨理工大学计算机科学与技术学院黑龙江哈尔滨150080

针对实时操作系统的开销导致应用程序可执行性降低的问题,提出了基于FPGA的硬件实时操作系统设计方案,并实现了μC/OS-II任务管理模块的硬件化。通过设计基于片内寄存器的TCB及基于组合电路的任务调度器,充分发挥了多任务潜在的并行性... 详细信息

针对实时操作系统的开销导致应用程序可执行性降低的问题,提出了基于FPGA的硬件实时操作系统设计方案,并实现了μC/OS-II任务管理模块的硬件化。通过设计基于片内寄存器的TCB及基于组合电路的任务调度器,充分发挥了多任务潜在的并行性。整个设计采用VHDL硬件描述语言,通过ISE8.2软件进行时序仿真验证,并使用Xilinx公司的Virtex-II Pro FPGA板实现。

关键词：硬件实时操作系统 FPGA 任务管理 VHDL

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基于FPGA的任务管理器和定时器设计

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工业控制计算机 2015年第8期28卷 96-98页

作者：韩林王正彦高承青岛大学自动化工程学院山东青岛266071

基于软件实现的实时操作系统(Real Time Operation System,RTOS)运行时需要占用CPU,从而降低了应用程序的执行效率,软件顺序执行的特点也给系统实时性的提高造成了不能忽视的影响。针对上述问题,以μC/OS-II为研究对象,设计了基于FPGA... 详细信息

基于软件实现的实时操作系统(Real Time Operation System,RTOS)运行时需要占用CPU,从而降低了应用程序的执行效率,软件顺序执行的特点也给系统实时性的提高造成了不能忽视的影响。针对上述问题,以μC/OS-II为研究对象,设计了基于FPGA的硬件实时操作系统(Hardware Real Time Operation System,HRTOS),并设计完成了任务管理器及定时器,得到了硬件仿真结果;并设计了基于Nios II平台的系统设计验证方案,将软硬件结合,加入硬件模块后的验证结果与软件实现相同,具有重要的现实意义。

关键词：任务管理器定时器 FPGA 硬件实时操作系统 μC/OS-ll

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