检索结果-内蒙古大学图书馆

计算机工程与设计 2008年第1期29卷 115-118页

作者：郭杨王新社中国科学院研究生院北京100080 中国科学院软件中心北京100080

目前的嵌入式实时操作系统存在着内核结构较为复杂、臃肿、稳定性不高、对硬实时应用支持不足等问题。针对这些问题,结合现有的操作系统内核理论及嵌入式实时系统的特殊需求,通过组件化的设计,将内核划分为核心态基本模块及用户态扩展模... 详细信息

目前的嵌入式实时操作系统存在着内核结构较为复杂、臃肿、稳定性不高、对硬实时应用支持不足等问题。针对这些问题,结合现有的操作系统内核理论及嵌入式实时系统的特殊需求,通过组件化的设计,将内核划分为核心态基本模块及用户态扩展模块,提供多种进程间通讯(IPC)方式,并引入独特的硬实时抢占式调度机制,设计出一种精炼、稳定的硬实时微内核。通过这种设计思路成功开发出了昊鹏(Hopen)操作系统新版内核,应用于最新的3G手机产品上,取得了非常好的效果。

关键词：嵌入式实时操作系统硬实时组件化抢占式调度微内核昊鹏

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基于DVS面向硬实时任务的节能调度算法的研究

基于DVS面向硬实时任务的节能调度算法的研究

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作者：鲍全兵武汉理工大学

学位级别：硕士

近年来,随着半导体和芯片技术的快速发展,越来越多的便携式设备,如:MP3、PDA、手机和手提电脑等,在人们的日常生活中扮演着越来越重要的角色。然而,芯片密度和工作频率的大幅度提高,同时也使得超大规模集成电路系统的功耗越来越大,以电... 详细信息

近年来,随着半导体和芯片技术的快速发展,越来越多的便携式设备,如:MP3、PDA、手机和手提电脑等,在人们的日常生活中扮演着越来越重要的角色。然而,芯片密度和工作频率的大幅度提高,同时也使得超大规模集成电路系统的功耗越来越大,以电池供电的便携式设备的能耗问题尤为突出。能耗的急剧增加,不仅加大了芯片的封装和制冷成本,而且增加了芯片的失效率,也导致了实时系统稳定性和可靠性的下降。因而,能耗问题己经成为制约便携式设备发展的一个关键问题,能量优化和节能技术成为当前系统设计者研究的焦点。目前,大多数实时节能调度算法都以动态电压调整(DVS)技术为基础,并具有很好的节能效果。DVS技术已经成为一种颇有发展潜力的关键节能技术,在保证系统实时性的前提下,它通过动态调整处理器的电压/频率来减少系统能耗。本文首先总结和分析了硬实时节能调度算法的研究现状,讨论了当前硬实时节能调度算法的相关技术和几种经典的节能调度算法,然后在DVS技术的基础上,对硬实时周期任务和混合任务的节能调度两个方面做了一定的研究: (1)在硬实时周期任务节能调度方面,本文针对传统的开环调度算法存在的不足,在传统的任务调度模型中加入平均执行时间进行建模,提出了一种新的节能调度算法MSF-DVS,一方面离线计算每个任务可能产生的静态空闲时间,基于最大空闲时间优先策略对任务排序;另一方面结合反馈控制和动态电压调整技术调整处理器的速度。仿真结果表明该算法有着较好的控制性能,并且能够有效的降低系统的整体能耗。 (2)在硬实时混合任务节能调度方面,首先分析了硬实时混合任务节能调度和周期任务节能调度所关注的不同点,接着深入分析了一种比较简洁的硬实时混合任务节能调度算法——OLDVS算法,并指出了该算法存在不足的原因,针对制约其节能效果的因素提出了改进思路。最后还利用任务划分技术对OLDVS算法进行了改进,通过理论分析表明改进的算法能够更好的节能。

关键词：硬实时节能调度动态电压调整反馈控制任务划分

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Ethernet POWERLINK通信协议的实时性研究与硬实时优化设计

Ethernet POWERLINK通信协议的实时性研究与硬实时优化设计

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作者：赵粹臣沈阳理工大学

学位级别：硕士

应用在工业控制领域的工业以太网具有高速、实时、大容量的特点，其最重要的性能是实时性和确定性，实时性是指系统能够在某个限定的时间范围内对事件作出反应，确定性是指系统的行为在一定的条件下是可预测的。实时性又可以分为软实时... 详细信息

应用在工业控制领域的工业以太网具有高速、实时、大容量的特点，其最重要的性能是实时性和确定性，实时性是指系统能够在某个限定的时间范围内对事件作出反应，确定性是指系统的行为在一定的条件下是可预测的。实时性又可以分为软实时性和硬实时性，两者的区别是后者具有不可更改且不允许超过的时限。在实时以太网领域中，Ethernet POWERLINK具有实时性、确定性高，以及实现方便而且价廉、发展潜力巨大等多方面的优势。为提高POWERLINK通信的实时性，应加快数据处理速度和状态机运行速度。数字电路具有并行处理的优势，可以将数据处理的速度大大提高，同时硬件实现的状态机比软件实现的状态机更为快速。本文参照POWERLINK通信协议和协议栈C语言代码，利用Verilog HDL设计了一系列电路来实现除应用层之外的协议栈的功能。首先利用双端口RAM作为与应用CPU交换数据的接口。其次利用RMII作为物理层接口。在这两个接口之间，用数字电路实现了NMT状态机和DLL状态机的功能，再结合VHDL语言实现的以太网控制器MAC模块，由此提出了一个POWERLINK通信协议的硬件实现方案。该方案在理论上会具有较高的硬实时性。最后利用Modelsim SE仿真软件对部分模块进行了功能验证。本文做了三方面的工作：一是用双端口RAM实现用户接口，二是通过重新定义一系列状态，用Verilog实现原本由C代码实现的状态机，三是通过NMT功能、相关状态机的电路实现，来进行实时优化。为今后将该方案进一步制作成为ASIC奠定了基础。

关键词：实时以太网硬实时 POWERLINK Verilog HDL

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基于RTOS的DSP硬实时开发平台的设计

基于RTOS的DSP硬实时开发平台的设计

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作者：余化鹏电子科技大学

学位级别：硕士

由于缺乏优化的C编译器和嵌入式RTOS的支持,目前,基于DSP的嵌入式硬实时系统的软件开发与调试仍是采用汇编语言面向裸机的开发模式,这种开发模式的根本问题就是开发效率低下,已经越来越不适应该系统向更加复杂、更加智能化的方向发展的... 详细信息

由于缺乏优化的C编译器和嵌入式RTOS的支持,目前,基于DSP的嵌入式硬实时系统的软件开发与调试仍是采用汇编语言面向裸机的开发模式,这种开发模式的根本问题就是开发效率低下,已经越来越不适应该系统向更加复杂、更加智能化的方向发展的要求。针对缺乏优化的C编译器支持这一问题,本文分析了影响BF53x C编译器编译效率的瓶颈——不支持硬件循环,在此基础上,改进了Gcc对硬件循环的支持,并在Gcc for BF53x上完整实现了对BF53x两层硬件循环的支持。针对缺乏嵌入式RTOS的支持这一问题,本文首先提出了基于静态优先级调度的双任务模型,并据此在BF53x上实现了一个深嵌入式RTOS。该嵌入式RTOS仅具备简单的任务管理与调度功能,并且具有极小的额外开销(us级),非常适合于对实时性有苛刻要求的嵌入式硬实时系统。为了克服深嵌入式RTOS存在的可扩展性差等局限,本文进一步提出了基于有限的共享资源模型实现嵌入式硬实时Linux的新思路,并据此在BF53x上实现了一个高端嵌入式RTOS。该嵌入式RTOS是一个标准的GNU/Linux开发环境,具有良好的可移植性和可扩展性,可以有效提高应用的开发效率。同时,该嵌入式RTOS具有百us级的额外开销,对于大多数嵌入式硬实时系统是可以接受的。最后,本文基于以上的两个嵌入式RTOS构建了全新概念的目标识别与跟踪系统,解决了实现中的关键问题,在保证系统执行效率的前提下有效的提高了系统开发效率,达到了预期的目的。

关键词：嵌入式实时操作系统硬实时 Linux 目标识别与跟踪系统

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μCLinux硬实时化技术研究

μCLinux硬实时化技术研究

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作者：张向国哈尔滨理工大学

学位级别：硕士

伴随着计算机技术的不断发展,实时系统的应用范围不断地扩大,其系统规模和复杂程度也不断地提高,具体表现在多种类型的实时应用,包括硬实时应用、软实时应用以及非实时应用共存于一个系统的情况越来越广泛。嵌入式系统大多工作在实时环... 详细信息

伴随着计算机技术的不断发展,实时系统的应用范围不断地扩大,其系统规模和复杂程度也不断地提高,具体表现在多种类型的实时应用,包括硬实时应用、软实时应用以及非实时应用共存于一个系统的情况越来越广泛。嵌入式系统大多工作在实时环境中,系统关注的不仅是计算结果在逻辑上的正确性,而且还有输出结果的及时性。嵌入式实时操作系统在嵌入式环境中对系统的实时性起着至关重要的作用,而目前流行的一些嵌入式实时操作系统(如Window CE,VxWorks等)价格都比较昂贵,并且源代码也不开放,因此,对源代码开放,但实时性支持比较弱的嵌入式操作系统进行实时改造就成为了研究的重要方向。本文在详细分析嵌入式操作系统μCLinux的内核实时特性基础上,通过具体的任务响应模型实例说明了μCLinux在实时支持方面的弊端,然后提出双内核(RTAI+μCLinux)架构方案对μCLinux进行改造,并对方案进行了设计。在方案的实现过程中,通过两个阶段来进行。第一阶段首先深入研究Adeos理论模型,并实现HAL(Hardware Abstract Level),对双内核进行管理和调度。其次深入研究RTAI内核,对其进行裁剪和移植,满足实时改造的需要。第二阶段针对双内核架构存在的问题,提出软、硬实时任务混合调度模型,并采用基于服务策略的CBS算法实现了混合任务调度器。针对硬实时,软、硬混合实时两种情况,搭建了测试平台,并进行了测试。测试结果表明:改造后的双内核μCLinux不仅满足了硬实时任务需要,而且在硬实时任务执行时,通过分配一定的带宽给软实时任务,满足了软、硬实时任务混合调度需要,提高了系统的整体性能。

关键词：硬实时 CBS算法 μCLinux

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基于Linux硬实时化的嵌入式系统研究

基于Linux硬实时化的嵌入式系统研究

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作者：季筱隆武汉大学

学位级别：硕士

该文通过分析嵌入式实时内核的要求,工控领域中嵌入式应用系统的特点,以及Linux的进程调度、定时、数据结构等机制,提出了通过直接修改Linux内核源代码,实现硬实时的优先级策略和调度算法.并通过改变任务队列的构造方式、定时机制和数... 详细信息

该文通过分析嵌入式实时内核的要求,工控领域中嵌入式应用系统的特点,以及Linux的进程调度、定时、数据结构等机制,提出了通过直接修改Linux内核源代码,实现硬实时的优先级策略和调度算法.并通过改变任务队列的构造方式、定时机制和数据结构的裁减,减少了系统上下文切换的时间,从而构造一硬实时的嵌入式Linux内核,使之满足嵌入式工业控制系统中所要求嵌入式实时操作系统的硬实时性能.

关键词：嵌入式 Linux 硬实时操作系统

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基于网络演算的交换式以太网中硬实时特性分析

基于网络演算的交换式以太网中硬实时特性分析

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第五届全球智能控制与自动化大会会议

作者：尹红霞夏锋王智孙优贤浙江大学工业控制技术国家重点实验室浙江大学工业控制技术国家重点实验室浙江大学工业控制技术国家重点实验室浙江大学工业控制技术国家重点实验室

交换式以太网成为工业控制网络主流技术的关键问题是硬实时能力,为此本文采用一种新型实时性能分析工具——网络演算分析交换式以太网。文中首先简要介绍了网络演算;然后针对FIFO、GPS 和WFQ 等典型调度算法,分析了最大时延、所需缓冲... 详细信息

交换式以太网成为工业控制网络主流技术的关键问题是硬实时能力,为此本文采用一种新型实时性能分析工具——网络演算分析交换式以太网。文中首先简要介绍了网络演算;然后针对FIFO、GPS 和WFQ 等典型调度算法,分析了最大时延、所需缓冲区大小、输出突发量等硬实时业务流的主要参数;最后,利用上述结果得出具有星形拓扑结构网络在不同利用率下各种业务流的最大时延。

关键词：工业以太网硬实时网络演算时延上界

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“硬实时”为Linux注入新活力

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电子产品世界 2007年第4期14卷 48-48,50,68页

作者：韩青美国风河系统公司中国区

本文从Linux在设备软件领域应用的日益广泛引出Linux在实时性方面值得关注的问题,简要介绍了"硬实时"与"软实时"的差异,以及哪些应用场合必须要求"硬实时"的设备软件平台,最后指出了获得真正硬实时Linux... 详细信息

本文从Linux在设备软件领域应用的日益广泛引出Linux在实时性方面值得关注的问题,简要介绍了"硬实时"与"软实时"的差异,以及哪些应用场合必须要求"硬实时"的设备软件平台,最后指出了获得真正硬实时Linux解决方案的途径。

关键词：嵌入式设备软件实时性 Linux 硬实时

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基于概率分布函数硬实时任务能耗最优速度计算方法

基于概率分布函数硬实时任务能耗最优速度计算方法

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作者：张忆文 362000 福建省泉州市丰泽区城东

本发明公开了一种基于概率分布函数硬实时任务能耗最优速度计算方法，包括：计算设备Dk的临界时间Bk且将任务Ti所使用设备的临界时间按照非降的顺序进行排列；利用概率分布函数F(xi)表示任务Ti的负载；结合所述概率分布函数F(xi)计算任... 详细信息

标准号: CN107368176B

本发明公开了一种基于概率分布函数硬实时任务能耗最优速度计算方法，包括：计算设备D_k的临界时间B_k且将任务T_i所使用设备的临界时间按照非降的顺序进行排列；利用概率分布函数F(x_i)表示任务T_i的负载；结合所述概率分布函数F(x_i)计算任务T_i执行时的能耗E_e(S)；计算任务T_i在空闲周期内的能耗E_s(S)以及任务T_i设备转化开销的能耗E_t(S)；分别计算任务T_i的速度的下限和速度上限由E_i(S)、E_s(S)和E_t(S)三者之和计算出任务T_i的总能耗，再结合速度下限和速度上限确定任务T_i能耗最优速度本发明方法计算的能耗最优速度能够有效地降低系统能耗。

关键词：能耗概率分布函数速度上限计算设备降低系统空闲周期使用设备速度计算速度下限硬实时有效地总能耗转化

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基于Xen的硬实时实现系统

基于Xen的硬实时实现系统

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作者：张云飞申利飞崔彦召马帅袁烨 300450 天津市滨海新区塘沽海洋科技园信安创业广场3号楼6-8层

本发明涉及基于Xen的硬实时实现系统，包括：第一普通域虚拟机以及基于第一普通域虚拟机创建的一个实时域虚拟机及若干个其它普通域虚拟机；虚拟机监控器连接于硬件以及虚拟机操作系统之间；实时域虚拟机上装载有硬实时RTOS系统；第一... 详细信息

标准号: CN116501447B

本发明涉及基于Xen的硬实时实现系统，包括：第一普通域虚拟机以及基于第一普通域虚拟机创建的一个实时域虚拟机及若干个其它普通域虚拟机；虚拟机监控器连接于硬件以及虚拟机操作系统之间；实时域虚拟机上装载有硬实时RTOS系统；第一普通域虚拟机、其它普通域虚拟机及实时域虚拟机通过自身的调度框架选取任务使之在VCPU上执行，完成二级调度，然后虚拟机监控器Xen按照VCPU调度算法选取VCPU使之在相应的CPU上执行，完成一级调度。本发明在实际业务中，将少量的CPU划分出去做实时控制，不会对虚拟化场景造成太多损失。但是实时域的实时性大大增强。且实时域的调度时延、中断时延与没有Hypervisor的情况下相差很小。

关键词：虚拟机实时域虚拟机监控器硬实时虚拟机操作系统虚拟机创建调度调度框架调度时延实际业务实时控制算法选取中断时延实时性虚拟化装载虚拟场景

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