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基于OSEK/VDX标准的车载操作系统研究与实现

作　者: 彭亚龙
导　师: 曾建潮
学　校: 太原科技大学
专　业: 计算机应用技术
关键词: OSEK/VDX标准 μOSEK 车载嵌入式实时操作系统 μCOS-II
分类号: TP316.2
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要

OSEK/VDX是欧洲汽车行业于1993年提出的一项关于车载嵌入式实时操作系统的标准。该标准通过对国际汽车先进技术的总结,提出了一个具有良好移植性和易扩展性的车载嵌入式实时操作系统框架。自从该标准颁布后,在国际汽车行业中引起了广泛关注和实践。越来越多的商用实时操作系统供应商遵循该标准进行设计开发,并通过了OSEK认证,从而在后期的推广和应用中成为标准的受益者。但就国内而言,由于了解OSEK/VDX标准相比国外相对较晚,所以在设计具有自主产权的符合OSEK/VDX标准的操作系统方面所作的工作相对较少。因此,有必要对这部分工作进行进一步的研究。本文在对欧洲车载嵌入式实时操作系统标准OSEK/VDX OS 2.2.3进行分析的基础上,对微内核部分μOSEK进行了总体设计。主要包括μOSEK总体框架设计和系统功能设计。并通过系统的HIPO图从宏观和微观两方面描述了待实现的系统各模块之间的层次结构和调用关系。然后,分析了源码开放的实时操作系统μCOS-II与OSEK/VDX标准的不一致性,解决了同优先级多任务调度、优先级天花板协议、中断机制等关键技术,从而实现了一个符合OSEK/VDX标准的车载嵌入式实时操作系统。最后,在Freescale的DP256硬件平台上,通过实时性测试,表明该系统可以满足车载实时环境的需求。

全文目录

中文摘要  3-4
ABSTRACT  4-8
第一章引言  8-14
  1.1 嵌入式系统概述  8-9
    1.1.1 嵌入式系统的定义  8
    1.1.2 嵌入式系统的发展历程  8-9
    1.1.3 嵌入式系统的应用  9
  1.2 车载嵌入式系统的技术特点  9-11
    1.2.1 分布式  9-10
    1.2.2 实时性  10
    1.2.3 抗干扰性  10-11
  1.3 汽车电子的现状及挑战  11-13
    1.3.1 汽车电子的现状  11-12
    1.3.2 汽车电子的挑战  12-13
  1.4 本文的主要工作  13-14
第二章 OSEK/VDX 标准  14-26
  2.1 标准的来源及体系结构  14-15
  2.2 操作系统标准  15-26
    2.2.1 任务管理  16-20
    2.2.2 事件机制  20-21
    2.2.3 资源管理  21-24
    2.2.4 中断处理  24-25
    2.2.5 报警机制  25-26
第三章 μOSEK总体设计  26-38
  3.1 μOSEK 的总体结构框图  26-27
  3.2 μOSEK OS 的系统功能图及设计需求  27-28
  3.3 μOSEK 的 HIPO 图  28-38
    3.3.1 μOSEK 的H 图  28-31
    3.3.2 μOSEK 的IPO 图  31-38
第四章μOSEK 具体实现  38-47
  4.1 内核数据结构  38-42
    4.1.1 任务控制块  38-40
    4.1.2 事件控制块  40
    4.1.3 资源控制块  40-41
    4.1.4 报警控制块  41-42
  4.2 主要算法实现  42-44
    4.2.1 内核调度算法流程图  42-43
    4.2.2 资源管理流程图  43-44
  4.3 关键技术分析  44-47
    4.3.1 互斥条件的探讨与分析  44-45
    4.3.2 同优先级任务调度  45-47
第五章系统测试  47-52
  5.1 系统硬件平台  47-48
  5.2 系统软件开发环境  48-49
  5.3 系统测试  49-52
    5.3.1 测试程序开发流程  49
    5.3.2 测试原理及步骤  49-50
    5.3.3 测试案例设计  50-52
第六章总结与展望  52-54
  6.1 总结  52
  6.2 展望  52-54
参考文献  54-57
攻读硕士学位期间发表的论文  57-58
致谢  58-59

基于OSEK/VDX标准的车载操作系统研究与实现

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