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嵌入式实时操作系统ARTs-OS的进程通信研究

作　者: 姜亚玲
导　师: 刘云生
学　校: 华中科技大学
专　业: 软件工程
关键词: 嵌入式实时操作系统微内核进程间通信消息信号量优先级颠倒
分类号: TP316.2
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 35次
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内容摘要

近年来嵌入式系统应用领域不断扩大,功能和性能逐渐升级,系统的实时性要求也越来越高,嵌入式实时操作系统应运而生。微内核技术可提高嵌入式实时操作系统的模块化程度,使系统更加容易被裁减和扩充。采用现代微内核设计思想和模块化结构,自主开发出基于微内核结构的嵌入式实时操作系统ARTs-OS。以ARTs-OS的研发为背景,论文讨论了基于微内核结构的嵌入式实时操作系统的体系结构,结合流行微内核结构的主要特点,对微内核在扩展性、性能和资源管理上进行了改进。通过对ARTs-OS微内核体系结构的研究,指出了进程间通信(IPC)的重要地位和作用。ARTs-OS的IPC中最重要的是消息通信机制,在研究了微内核结构的嵌入式实时操作系统中影响消息传递性能的各种因素后,提出了一种改进的消息实现方法,该方法改变了消息队列的存储结构,减少了内存间的复制,提高了消息的传递效率;同时对这种消息机制的性能、同步性、安全性进行了分析。信号机制中,主要分析了信号的产生、发送和处理过程,指出信号实时性的不足,引入了信号队列的概念,解决了信号无法装载实时信息的问题;信号量通信机制中,主要论述了优先级颠倒的问题,介绍了常见的解决优先级颠倒的方法——优先级继承和简化的优先级顶。进程间通信是嵌入式实时操作系统设计理论的重要组成部分,对提高系统实时性和可确定性等方面具有重大意义。论文最后对ARTs-OS中IPC设计和实现进行了总结,并对研究和发展方向进行了展望。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-9
1 绪论  9-17
  1.1 嵌入式实时操作系统概述  9-11
  1.2 嵌入式实时操作系统的现状  11-16
  1.3 论文的组织  16-17
2 ARTS-OS 的系统结构及进程通信设计  17-27
  2.1 ARTs-OS 系统概述  17-19
  2.2 ARTs-OS 实时微内核的功能组成  19-23
  2.3 ARTs-OS 对微内核结构的改进  23-25
  2.4 ARTs-OS 中的IPC 设计难点  25-26
  2.5 本章小结  26-27
3 ARTS-OS 消息机制  27-39
  3.1 消息传递  27-31
  3.2 ARTs-OS 对消息机制的改进  31-35
  3.3 ARTs-OS 消息机制分析及实现  35-38
  3.4 本章小结  38-39
4 ARTS-OS 信号机制  39-47
  4.1 ARTs-OS 信号的产生  39-40
  4.2 ARTs-OS 信号的发送  40-42
  4.3 ARTs-OS 信号的处理  42-44
  4.4 ARTs-OS 信号的数据结构  44-46
  4.5 本章小结  46-47
5 ARTS-OS 信号量中的优先级机制  47-62
  5.1 优先级颠倒  47-50
  5.2 优先级继承  50-55
  5.3 优先级顶  55-60
  5.4 本章小结  60-62
6 总结与展望  62-64
致谢  64-65
参考文献  65-68

嵌入式实时操作系统ARTs-OS的进程通信研究

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