一、RTLinux的实时性检验与内核裁减的研究(论文文献综述)
夏恒发[1](2018)在《面向有限资源的物联网终端操作系统设计与实现》文中指出近年来,随着物联网技术的不断进步,我国的物联网产业得到了长足的发展与普及。各种各样的物联网终端被应用在越来越多的领域中,如工业、环保、日常生活等,发挥着越来越重要的作用。物联网终端操作系统作为物联网终端的核心,起着调度终端资源、管理终端能量、提升终端稳定性等作用。目前市面上投入使用的物联网终端操作系统大多存在片上资源受限、稳定性缺乏保障、终端能耗较高等问题。本文针对物联网终端操作系统存在的问题,设计了面向有限资源的物联网终端操作系统,并对操作系统部分重要模块的实现进行了描述。本文主要工作如下:1、资源有限性方面,通过对操作系统资源管理机制中任务调度算法的改进来应对资源有限性问题,任务调度是操作系统管理资源的重要举措。本文结合事件驱动调度模型与多线程调度模型的优点设计了混合调度模型,通过对调度器中调度算法的改进,优化了系统的资源利用情况,提高了系统应对任务时的灵活性。同时本文还对改进后的算法进行了可行性分析,并依据混合调度模型实现了操作系统的任务调度模块。2、稳定性方面,由于本文在应对实时性任务时采用的任务调度算法为基于优先级的算法,可能会出现任务的优先级反转问题,因此本文在系统稳定性改进方面向系统加入任务优先级问题处理策略,该策略参考优先级继承协议,可在一定程度上抑制优先级反转问题的发生。同样的,本文也依据此策略在操作系统中实现了相关模块,同时测试了策略的有效性。3、能耗性方面,本文通过对系统的工作模式、无线通信模块以及对物联网终端接口的改进,使整个物联网终端的能耗降低,在能耗性测试中体现出了低功耗性。最后,本文对整个系统进行了详细的测试,根据具体的应用场景搭建了测试环境,并保证了硬件平台的性能要求,最终测试结果满足预期,操作系统能够在有限的资源条件下灵活的调度任务,并能抑制优先级反转问题,能耗较低。
黄芳[2](2014)在《基于ARM和RTAI的嵌入式实时平台的设计与实现》文中研究说明开放式数控系统是下一代数控系统的主要发展方向,嵌入式数控系统的出现为开放式数控系统的研究带来了一种新的解决方案。目前嵌入式数控系统还处于研究阶段,大多数采用“嵌入式微处理器+运动控制器”的多核结构,比如:德国ECKELMANN公司的E.ENC55是基于ARM和DSP的,广州数控的GSK980TD系列车床CNC是基于ARM和FPGA的。基于异构多核结构的数控系统利用运动控制器专处理实时任务,系统具有很强的实时性能,但是系统开发难度大,而且在多核处理器之间存在数据共享和同步等通信问题。课题以国家科技重大专项为背景,提出一种基于ARM微处理器的单核嵌入式数控系统底层平台研究方案,并采用RTAI实时扩展保证系统的实时性能,实现基于ARM和RTAI的嵌入式实时平台。系统选用外设资源丰富的S3C2440作为硬件平台,选择内核精简且移植性好的Linux作为基础软件平台。论文的主要研究工作:搭建嵌入式系统交叉编译开发环境,构建一个基于S3C2440的嵌入式Linux系统;采用基于ADEOS的RTAI实时内核改造Linux的实时性能,详细分析ADEOS的中断管道机制以解决ADEOS在S3C2440硬件平台下的网络问题,深入研究RTAI的实现机制和关键技术以实现RTAI在S3C2440上的移植,以及测试RTAI的实时性能以验证它能否满足系统硬实时的要求;由于并不存在一种基于ARM平台的实时性能通用测试程序,最后设计并实现了一种基于S3C2440的Linux系统实时性能测试方法,并利用该方法分别对标准Linux和RTAI/Linux,RTAI/Linux和Xenomai/Linux进行了对比测试。课题的研究工作不仅对研究经济型开放式数控系统的关键技术有借鉴意义,而且对RTAI在ARM处理器上的应用具有指导意义。
王溪波[3](2012)在《复杂实时应用系统设计实现的关键技术研究》文中研究说明复杂实时应用系统的成功设计与实现依赖于底层操作系统调度、资源管理机制的支持以及满足关键实时任务资源充分可预知性的编程语言方面的支撑。对于调度问题,理论上,混合动态优先级调度、支持用户级的带宽预留等算法提供了混合调度的最好方法,但是,目前所有实时操作系统均没有提供和实现上述机制。对关键任务的资源充分可预知性实时要求,普通Java平台没有提供任何解决问题的技术手段。本文研究支持复杂实时应用系统设计实现的上述关键技术和实现方法。在操作系统层面上针对多种类型混合任务集调度提出调度策略并在开源嵌入式实时操作系统中设计和实现混合调度算法与资源管理协议,达到复杂实时应用系统硬实时周期任务满足截止期前提下,软实时非周期任务调度性能提升的整体优化调度目标。在编程语言层面,基于普通Java平台,设计实现实时Java中间件组件并给出控制垃圾回收器GC启动时机的方法,实现普通Java平台下线程的可预测运行目标。本文提出基于服务器方式的混合任务集集成调度策略,给出该策略分层调度的设计思想和混合集成调度框架。该策略底层以操作系统内核调度算法(EDF算法最优)调度应用服务器,各应用服务器分层支持多种单一类型的实时调度算法,整体上形成支持混合任务集调度的集成调度框架。在混合调度策略设计实现上,针对静态优先级抢占调度策略的开源操作系统μC/OS-Ⅱ,首先,以不修改内核的用户级调度服务器方式实现了动态优先级EDF算法,其次,提出基于截止期和关键性双参数混合优先级实现分层混合任务调度算法EDIF的设计思想,其中关键性参数作为区分硬实时和软实时任务的分层信息。文中定义了可接受调度概念,给出EDIF调度模型,理论分析了算法的可调度性条件。EDIF算法在μC/OS-Ⅱ中以扩展内核数据结构,修改内核调度器和相关内核函数的方式设计实现。针对开源操作系统RTLinux硬实时任务重载时软实时任务长期得不到响应性能急剧下降问题,本文实现了基于比例带宽服务器(PDBS)的混合任务调度算法。该算法将任务按类型分别存放于不同的队列,不同类型的任务由绑定了处理器比例带宽的应用服务器调度,各应用服务器按比例共享处理器带宽。PDBS实现方法是:扩展内核结构,将RTLinux单一任务队列改为硬实时任务和软实时双任务队列,任务队列间按本文提出的比例带宽服务器容量计算公式计算分配的处理器时间,内核调度器对硬实时任务队列和软实时任务队列进行比例时间片轮转调度。文中给出调度器核心函数和定时器中断处理函数和一些接口函数和相关处理函数的设计实现过程。另外,本文针对工业界广泛应用的开源嵌入式实时操作系统μC/OS-Ⅱ不支持同优先级任务调度和优先级继承协议的问题,修改μC/OS-Ⅱ内核结构,设计、实现了支持同优先级任务调度的优先级驱动/轮转混合任务集分层调度算法并在其中实现了所有抑制优先级反转的实时设计模式。在普通Java平台实时中间件设计方面,设计目标是确保关键实时线程的运行可预测性。针对等待访问共享资源的Java多线程的不确定性唤醒问题,开发了一个Java实时中间件组件,当共享资源就绪时,该组件可严格按优先级顺序唤醒等待访问共享资源的线程,确保线程按优先级顺序的可预测运行,实现的方法是设计以等比映射扩展了优先级数的可调度类,创建访问共享资源线程的同时为该线程创建一个线程代理,其中包含了所代理线程的唤醒用优先级信息,线程代理集合类负责管理等待访问共享资源的多线程,线程的唤醒按优先级高低顺序在代理集合类中实现,对低优先级Java线程出现的活锁问题,引入实时调度算法LRT动态调整线程优先级,给出了相应的设计和实现方案;针对GC不定期启动影响线程运行可预测性问题,提出周期性提升GC优先级,提前调度GC的解决方案。实现方法是将线程优先级按线程任务的重要程度分为两个等级:关键线程和非关键线程,以虚拟机内存达不到饱和的程度为依据,给出垃圾回收的周期上限TGC计算公式,在运行时间最长不超过TGC的时间内提升GC的优先级为非关键线程的最大值,从而使GC在不影响关键线程运行的情况下能提前回收内存中的垃圾,达到提高通用环境下Java关键线程执行可预测性和实时性能的目的。理论分析和实验结果表明:在新μC/OS-Ⅱ内核中,EDIF分层调度策略、算法设计实现正确、有效,系统超载时(所有任务总处理器利用率>100%),满足所有硬实时关键任务截止期,软实时非关键任务并不丢弃,而是延迟调度执行,软实时非关键任务完成率大幅度提升了24%,混合任务集整体调度性能优良;在新RTLinux内核中,PDBS算法解决了硬实时任务重载时混合实时任务集调度中软实时任务调度性能的有效提升问题;本文开发的实时Java组件中,优先级等比例映射扩展了普通Java线程优先级数,可明确按扩展优先级唤醒大量等待访问共享资源的线程,达到了Java高优先级关键线程优先访问临界资源、运行可预测的设计目标,通过设计实现优先级动态调整算法,可以有效解决按优先级唤醒的Java中间件活锁问题;周期性提升GC优先级至非关键线程优先级的上限,使GC在不影响关键线程的情况下能提前回收内存中的垃圾,消除了GC对关键线程的不可预测运行延迟。在特定开源操作系统中实现EDIF和PDBS算法验证了基于服务器方式的混合任务集集成调度策略和框架的可行性,为开源实时操作系统μC/OS-Ⅱ和RTLinux支持复杂实时应用系统的设计实现提供了有力的底层技术支撑,Java实时中间件的设计实现为基于网络的Java软实时应用奠定了技术基础。
张姝[4](2011)在《支持分层混合调度策略的实时调度算法研究与设计》文中认为随着实时系统应用的日益广泛,使硬实时、软实时任务共存于同一系统中的情况越来越普遍,虽然针对不同类型的实时任务提出的调度方法不断涌现,如何对拥有多种不同时间要求任务的混合实时系统进行合理、有效的调度,成为研究的热点问题。本文的目标是设计一种分层调度算法,在保证硬实时周期任务的截止期的前提下,尽可能地提高软实时非周期任务的响应速度。本文以RT-Linux3.2内核为研究对象。RT-Linux3.2内核调度是可抢占式的静态固定先级调度。通过对实时内核任务调度的组织结构、调度算法进行综合分析,在RTLinux中实现了一种按比例分配服务器的分层混合调度算法。任务模块间按时间片轮转方式调度,任务模块内部按基于优先级的抢占调度策略调度运行。新调度算法首先添加任务模块数据结构,用以存储任务所属模块的控制信息。其次,修改任务调度参数,添加任务所属模块标识,为任务模块分层调度提供依据。通过修改调度器中断时间和定时器的中断处理过程,实现任务模块间的轮转调度。从调度器中分离出新任务选取功能和抢占任务选取功能独立封装,便于修改调度器适应不同类型任务。通过对任务模块间切换规则的限定,在一个模块占用资源时,其它模块任务不能基于优先级抢占该资源,只有模块内部任务间才能相互抢占。通过重构RTLinux的内核并对调度器进行修改,实现了分层调度,扩展了可调度任务的类别,增强了调度器功能。新内核不改变原来的优先级抢占的调度器,使其作为底层的调度器,同时实现了不同类型的子模块按比例分配时间的轮转调度策略,使得RTLinux内核能够支持软实时和硬实时共存的复杂的实时应用。
潘睿[5](2009)在《面向linux的嵌入式软件集成开发平台配置管理技术及实现》文中指出嵌入式操作系统作为“后PC”时代或者称为“无处不在的计算机”时代的主流操作系统,研究人员和用户对它的技术特点和发展十分关注。在研究和分析嵌入式系统的过程当中,主要从其硬件环境和软件环境来加以分析和研究,最新的主要研究方向包括低功耗的微处理器,“最小”和实时性很强的操作系统,丰富而且实用的外部接口和能够被广泛接受的外形、模块化的内部结构,宿主机—目标机模式的嵌入式系统的典型开发模式。其中对于Linux的最小化和实时性,以及基于宿主机—目标机架构的交叉编译的开发环境是本论文的论述重点。嵌入式系统的通常定义是:以应用为中心,以计算机技术为基础,软件硬件可裁剪,适应应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗严格要求的专用计算机系统。根据嵌入式操作系统的定义,不难发现对操作系统的实时性和最小化的要求,而且要求的是相当的严格。而在本课题中选择操作系统为Linux也是由于Linux相对于其他操作系统有无可比拟的优越性,在论文中有详细的阐述。在试验环境的选择中,选择的是基于Arm-Linux的实验环境,在其基础上构架的交叉编译环境。根据嵌入式系统的特性要求和Linux的优点,所进行的工作和研究就是在Arm-linux的工作环境中实现一个高效的嵌入式Linux应用软件集成开发环境,包括交叉编译器、调试器、下载管理、用户管理、项目管理、版本管理、应用中间件管理、配置剪裁工具、在线帮助等,支持消费电子产品嵌入式软件开发的全过程。
周治国,刘志刚[6](2008)在《基于RTLiunx的中低速磁浮列车车载诊断系统设计》文中研究表明车载诊断系统是保证中低速磁浮列车安全运行的重要监控系统。研究系统总体结构与功能,分析诊断网络通信机理与故障诊断逻辑模型,提出一种基于实时操作系统RTLinux的磁浮列车车载诊断系统设计方案,采取网络实时化改造和内核裁减以优化诊断系统。通过CAN报文数据仿真进行系统测试,表明该设计满足车载诊断系统强实时性和高可靠性的要求。
郑寿庆,周惠兴,马荣华,秦海平,陈现敏,侯书林[7](2008)在《RTLinux在数控系统改造中的应用与实现》文中进行了进一步梳理分析了实时多任务操作系统RTLinux在开放式数控系统中的应用。在介绍RTLinux体系结构的基础上,阐述了一种对现有的、主要由单板机构成的开环数控系统的改造方法。经改造后的数控系统是硬件基于普通PC机与ISA接口扩展卡的软数控系统,由RTLinux处理系统运行时发生的实时任务,由QT接收、处理用户数据,并返回状态信息。实践证明,基于RTLinux的数控系统,既能够保证数控系统的实时性,同时能满足人机交互的要求。
王斌[8](2008)在《双足步行机器人控制系统设计与实现》文中指出双足步行机器人汇集了计算机、电子、通信、自动控制、传感器等多各领域的尖端技术,代表了机电一体化的最高成就,是当代科技研究的热点之一。而控制系统是双足步行机器人的心脏,其设计的好坏决定了机器人各方面的性能。双足机器人关节众多、结构复杂,实时性要求高,特别是当今世界对机器人的步行速度、自适应能力和拟人化程度有了越来越高的要求,这就对控制系统的设计提出了更大的挑战。本文对如何优化双足机器人的控制结构进行了深入分析,提出了基于RTLinux和CANopen分布式实时机器人控制系统结构,并将其应用于自主研发的双足步行机器人,取得了良好的实验效果。首先,本文回顾和总结了双足步行机器人的研究历史和发展现状,对国内外各主要研究机构设计的双足步行机器人进行了分析和对比,并着重介绍了其控制系统的设计和相关技术。其次,本文结合自主研发的双足机器人SHR-1的机械结构,对控制系统的设计方案进行论证和分析,提出了基于CAN总线的控制系统硬件体系结构,介绍了机器人的通讯、传感和机电控制系统。同时结合双足机器人的应用需求,定制了基于CANopen的高层通讯协议,实现机器人各关节同步协调运动。再次,本文从机器人控制的实时性出发,提出了基于RTLinux的系统软件结构,介绍了RTLinux下机器人控制软件的开发过程,详细给出了RTLinux下设备驱动开发、实时应用程序开发的一般方法,并结合双足步行机器人的应用需求,设计了模块化的软件框架,同时对其实时性能进行了分析。最后,我们在双足机器人上进行了下蹲、前进步行、后退等实验,实验中机器人各关节达到了较高的伺服精度,整体运行协调、平稳,取得了良好的实验效果。文中对试验结果进行分析并给出了系统存在的不足和改进意见。
胡之弦[9](2007)在《基于ARM和uClinux的嵌入式系统的设计和实现》文中研究表明随着Internet的发展和后PC时代的到来,嵌入式系统成为当前IT产业的焦点之一,呈现了巨大的市场需求。具有良好的网络支持和多任务处理能力的嵌入式系统为数据通信提供了新的解决方案。本文的主要任务是实现接口模块的网络传输功能。该任务来自于某军事预研项目中的定位与指挥系统部分。为了提高终端和接口模块之间的数据传输速度,本文采用带有完整网络支持的嵌入式系统来实现数据传输。同时为了将本次的设计成果应用于以后的项目开发中,本课题还进行了文件系统,系统实时性等多方面的改进,实现了一个通用的功能完善的嵌入式软件平台。本文选用某S3C44B0开发板作为系统硬件平台,嵌入式操作系统选用了专门为无MMU的处理器设计的操作系统uClinux。本文的主要工作有:分析系统功能需求,提出系统方案设计;构建网络传输功能所需的系统平台,完成uClinux,Blob的移植工作,并实现断电可保存的jffs2文件系统;为了实现网络传输功能,为网络设备RTL8019AS编写驱动;同时为了增强系统的人机交互性能,本文对4x4键盘编写了驱动程序;uClinux在实时性方面的缺陷对数据的实时传送有一定影响,所以做了基于RTLinux的外部扩展的实时性的改造,并对任务切换时间进行了测试;网络传输程序设计。首先完成了遵循定位与指挥系统中接口通信协议规定的通信数据的打包和解包。然后对比测试了TCP和UDP的传输速度。考虑到UDP协议传输的速度优势,在应用层做出了可靠性改造,经过对停等协议和滑动窗口协议的分析和比较,最终采用基于停等协议的改造方法,并完成了具体测试。
袁辉建[10](2007)在《嵌入式LINUX的实时性增强及其在测控系统中的应用》文中认为随着计算机软硬技术的高速发展,嵌入式系统相对于通用型的计算机系统,具有功耗低、体积小、集成度高等优点被逐步应用于工业测控领域。通常情况下,工业测控系统对实时性都会有比较严格的要求,但目前国内使用的商业实时操作系统大部分是国外产品,这些操作系统价格昂贵,且关键技术掌握在外国人手中,严重制约我国发展,危及国家安全。而另外一些操作系统则功能过于简单,不利于我们灵活、方便地开发各种类型的嵌入式系统。基于ARM平台的嵌入式Linux系统的出现为解决这种局面提供新的契机,它集合了ARM的功耗低、体积小、集成度高等优点和嵌入式Linux免费、开源、功能强大等优点,成为一个优秀的嵌入式系统被广大嵌入式开发者所接受,但普通嵌入式Linux系统的实时性还不能满足本文所述的一套具体的工业测控系统要求,所以本文作者的工作重点是增强嵌入式Linux系统的实时性以及实时测控系统的开发。本文首先介绍了嵌入式操作系统,并从实时性的角度进行分析和对比,指出了增强嵌入式Linux实时性的意义和可行性。接着介绍了ARM系列处理器,给出了选择S3C2410处理器的依据,进而分析了作为嵌入式操作系统滴答时钟源的脉宽调制定时器的实现原理;随后分析了基于S3C2410的嵌入式Linux系统时钟软件实现、中断处理和内核调度,总结了嵌入式Linux在实时性方面的不足,揭示了当今增强嵌入式Linux实时性的两种方式。最后结合一套具体的嵌入式Linux系统测控系统的特点和实时性要求出发,提出了修改系统时钟粒度、合理划分软硬件和把实时任务加入内核的方案,同时非实时任务仍然作为一般用户进程。以上方案提高了系统时钟精度,增强了实时任务的抢占能力,但并不给CPU增加太重负担。该方案被应用到一套具体的测控系统中。通过测试表明,该测控系统能够满足所需实时性。在实际运行中,系统也具有较好的稳定性。另外,本文研究的硬件平台是以ARM嵌入式芯片为核心,部分地方引用、分析和修改了部分底层代码,由于篇幅限制,未能就ARM相关指令功能作详细的叙述,若需详细了解,需参阅相关ARM资料。如有不便之处,敬请包涵。
二、RTLinux的实时性检验与内核裁减的研究(论文开题报告)
(1)论文研究背景及目的
此处内容要求:
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例:
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
(2)本文研究方法
调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、RTLinux的实时性检验与内核裁减的研究(论文提纲范文)
(1)面向有限资源的物联网终端操作系统设计与实现(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
注释表 |
第1章 绪论 |
1.1 课题背景 |
1.2 国内外研究现状 |
1.2.1 物联网终端操作系统国内外研究现状 |
1.2.2 当前存在的问题 |
1.3 研究内容 |
1.4 论文组织结构 |
第2章 物联网终端操作系统总体分析 |
2.1 应用场景分析与平台选型 |
2.1.1 应用场景分析 |
2.1.2 平台选型 |
2.2 拟解决问题与评估指标分析 |
2.2.1 智能家居环境下操作系统存在的问题 |
2.2.2 评估指标分析 |
2.3 物联网终端操作系统改进方案分析 |
2.3.1 系统资源管理机制改进 |
2.3.2 系统稳定性策略设计 |
2.3.3 系统能量管理策略设计 |
2.4 本章小结 |
第3章 资源管理机制与稳定性策略研究 |
3.1 资源管理机制的研究与分析 |
3.1.1 任务调度算法介绍 |
3.1.2 任务调度算法可调度性分析 |
3.2 资源管理机制的改进 |
3.2.1 传统调度算法存在的问题 |
3.2.2 基于混合调度模型的算法改进 |
3.2.3 改进算法可行性分析 |
3.2.4 与传统算法的比较 |
3.3 稳定性策略的研究 |
3.3.1 任务优先级问题介绍 |
3.3.2 传统优先级问题处理策略 |
3.3.3 改进的优先级问题处理策略 |
3.4 本章小结 |
第4章 物联网终端操作系统的实现 |
4.1 系统总体架构设计 |
4.2 任务调度模块设计 |
4.2.1 任务的定义 |
4.2.2 任务的提交与抢占 |
4.2.3 任务的调度 |
4.3 优先级问题解决策略设计 |
4.4 能量管理策略设计 |
4.4.1 低功耗工作模式 |
4.4.2 低功耗无线通信 |
4.4.3 I/O接口节能机制 |
4.5 本章小结 |
第5章 物联网终端操作系统的测试与验证 |
5.1 环境搭建及平台测试 |
5.1.1 测试环境搭建 |
5.1.2 硬件平台测试 |
5.2 系统性能测试 |
5.2.1 实时性测试 |
5.2.2 资源开销测试 |
5.2.3 能耗测试 |
5.3 系统功能验证 |
5.3.1 任务处理能力验证 |
5.3.2 稳定性策略验证 |
5.4 本章小结 |
第6章 总结与展望 |
参考文献 |
致谢 |
攻读硕士学位期间从事的科研工作及取得的成果 |
(2)基于ARM和RTAI的嵌入式实时平台的设计与实现(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
引言 |
第一章 绪论 |
1.1 嵌入式系统概述 |
1.1.1 嵌入式处理器 |
1.1.2 嵌入式操作系统 |
1.2 嵌入式数控系统概况 |
1.3 课题背景及意义 |
1.4 本文的研究内容和组织结构 |
第二章 嵌入式实时操作系统及 Linux 实时化分析 |
2.1 实时系统概述 |
2.2 嵌入式实时操作系统 |
2.2.1 实时操作系统的分类 |
2.2.2 嵌入式实时操作系统的特点 |
2.2.3 嵌入式实时操作系统的性能指标 |
2.3 Linux 实时化技术分析 |
2.3.1 Linux 的实时性限制 |
2.3.2 Linux 的实时性改造 |
2.4 本章小结 |
第三章 基于 S3C2440 的嵌入式 Linux 系统的构建 |
3.1 嵌入式开发环境的搭建 |
3.1.1 硬件平台的确定 |
3.1.2 软件开发平台的搭建 |
3.2 嵌入式 Linux 系统软件的构建 |
3.2.1 bootloader 的配置 |
3.2.2 Linux 内核的构建 |
3.3 根文件系统的制作 |
3.4 本章小结 |
第四章 RTAI 实时平台的设计与实现 |
4.1 RTAI/Linux 的系统结构 |
4.2 ADEOS 的运行机制 |
4.2.1 域管理机制 |
4.2.2 中断管道机制 |
4.3 ADEOS 的实现 |
4.3.1 基于 ARM 的 ADEOS 补丁 |
4.3.2 ADEOS 网络问题的解决 |
4.4 RTAI 的功能模块 |
4.5 RTAI 的关键技术 |
4.5.1 中断虚拟器 |
4.5.2 细粒度时钟 |
4.6 RTAI 在 S3C2440 硬件平台的实现 |
4.6.1 在 S3C2440 上实现中断虚拟器 |
4.6.2 在 S3C2440 上实现细粒度时钟 |
4.6.3 RTAI 的实时性能验证 |
4.7 本章小结 |
第五章 基于 ARM 和 RTAI 的实时平台的实时性能测试 |
5.1 任务响应延迟的时间指标 |
5.2 实时性能测试程序的设计与实现 |
5.2.1 实时性能测试方法的设计原理 |
5.2.2 内核空间驱动模块的实现 |
5.2.3 用户空间测试程序的实现 |
5.3 实时性能测试及结果分析 |
5.4 本章小结 |
结束语 |
参考文献 |
发表文章 |
致谢 |
(3)复杂实时应用系统设计实现的关键技术研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 绪论 |
1.1 课题研究的动机和目的 |
1.2 国内外研究现状和发展趋势 |
1.3 课题研究内容和设计开发目标 |
1.4 论文的结构安排 |
第2章 复杂实时应用系统设计实现关键技术综述 |
2.1 实时系统 |
2.1.1 实时系统的基本概念和分类 |
2.1.2 实时系统的组成及其特征 |
2.1.3 实时系统体系结构 |
2.2 实时调度策略及调度算法 |
2.2.1 实时调度相关技术及定义 |
2.2.2 基于优先级的调度算法分析 |
2.3 资源管理协议 |
2.3.1 问题描述 |
2.3.2 抑制优先级反转的实时设计模式 |
2.4 实时中间件 |
2.4.1 中间件 |
2.4.2 实时中间件 |
2.4.3 对实时中间件的误解 |
2.4.4 实时中间件设计原则及实时应用分类 |
2.4.5 Java用于实时中间件开发的问题 |
2.4.6 Java实时规范 |
2.5. 本章小结 |
第3章 μC/OS-Ⅱ中资源管理协议实时设计模式的实现方法 |
3.1 μC/OS-Ⅱ内核分析 |
3.1.1 μC/OS-Ⅱ特点及内核结构 |
3.1.2 μC/OS-Ⅱ多任务及任务管理 |
3.1.3 μC/OS-Ⅱ任务调度 |
3.2 在μC/OS-Ⅱ中实现同优先级任务轮转调度 |
3.2.1 实现技术及可调度性分析 |
3.2.2 实验结果及分析 |
3.3 抑制无限优先级反转实时设计模式在μ C/OS-Ⅱ中的实现技术 |
3.3.1 设计和实现方法 |
3.3.2 实验结果及分析 |
3.4 本章小结 |
第4章 基于服务器方式的分层混合任务实时高度策略 |
4.1 基于TBS服务器方法分析 |
4.1.1 主要思想 |
4.1.2 算法 |
4.2 基于TBS服务器策略的集成调度框架 |
4.2.1 分层调度的设计思想 |
4.2.2 基于TBS服务器的分层混合集成调度框架 |
4.3 分层混合调度框架的实现方法 |
4.3.1 基于μC/OS-Ⅱ内核实现分层混合任务集调度算法 |
4.3.2 在RTLinux中实现基于比例带宽服务器的混合任务集调度算法 |
4.4 本章小结 |
第5章 可按优先级唤醒的实时Java中间件组件 |
5.1 警戒挂起模式(Guarded Suspension Pattern) |
5.2 问题描述 |
5.3 Java线程的等待与唤醒机制分析 |
5.4 可按优先级唤醒的Java线程中间件设计 |
5.4.1 功能设计 |
5.4.2 等比例映射扩展Java优先级 |
5.4.3 解决低优先级线程活锁问题的设计方案 |
5.5 可按优先级唤醒的Java线程实现 |
5.5.1 ScheduableThread类 |
5.5.2 ThreadAgent类 |
5.5.3 ThreadAgentList类 |
5.5.4 Timer类 |
5.6 实验结果及分析 |
5.6.1 按优先级顺序唤醒实验 |
5.6.2 高访问量性能实验 |
5.7 本章小结 |
第6章 基于动态优先级的实时Java垃圾回收策略的方法 |
6.1 设计思想 |
6.2 垃圾回收的时机选择--GC周期时间上限计算 |
6.3 实验验证 |
6.3.1 按优先级顺序调度线程实验 |
6.3.2 使用finalize()方法透视垃圾回收器的运行状态 |
6.3.3 动态优先级GC实验及结果分析 |
6.4 本章小结 |
第7章 结论 |
参考文献 |
致谢 |
攻读博士学位期间的主要成果 |
(4)支持分层混合调度策略的实时调度算法研究与设计(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第一章 绪论 |
1.1 选题背景及目的 |
1.2 国内外研究现状 |
1.3 实时系统简介 |
1.3.1 实时系统的定义 |
1.3.2 实时系统的分类 |
1.3.3 实时系统的体系结构 |
1.3.4 基于Linux的几种实时系统简介 |
1.4 论文的主要工作 |
1.5 论文的组织结构 |
第二章 实时调度理论分析与研究 |
2.1 实时调度的基本概念和定义 |
2.2 实时任务的分类与状态切换 |
2.2.1 实时任务的分类 |
2.2.2 任务的状态及其相互切换 |
2.3 实时调度算法分类 |
2.4 混合实时任务的联合调度算法 |
2.5 分层的按比例分配服务器算法 |
2.5.1 基于PDBS的分层调度框架 |
2.5.2 任务属性及可调度条件 |
2.5.3 计算时间片派发轮回 |
2.5.4 PDBS算法详述 |
2.6 本章小结 |
第三章 RTLinux内核原理及结构 |
3.1 RTLinux概述 |
3.2 RTLinux实现原理 |
3.3 RTLinux内核结构 |
3.4 RTLinux的调度机制 |
3.4.1 RTLinux的调度策略 |
3.4.2 RTLinux的调度过程 |
3.5 RTLinux程序编写 |
3.5.1 模块化编程及相关概念 |
3.5.2 线程的创建和相关操作函数 |
3.6 本章小结 |
第四章 RTLinux调度器结构及代码分析 |
4.1 RTLinux调度器及其相关模块剖析 |
4.1.1 调度模块初始化 |
4.1.2 线程创建函数代码剖析 |
4.1.3 调度相关的各模块间关系 |
4.2 调度器相关的重要结构体 |
4.3 RTLinux的调度模块分析 |
4.4 RTLinux的定时器工作模式 |
4.5 本章小结 |
第五章 基于RTLinux的一种混合实时调度算法的实现 |
5.1 修改任务队列结构及相关数据结构 |
5.1.1 添加类别模块控制块 |
5.1.2 调度相关结构体的修改 |
5.1.3 相关函数的修改添加 |
5.2 调度器的修改 |
5.2.1 调度函数的修改 |
5.2.2 中断处理函数的修改 |
5.3 初始化和删除函数的修改 |
5.4 本章小结 |
第六章 实验测试及分析 |
6.1 实验平台的建立 |
6.2 新调度模块的生成及安装 |
6.3 算法验证及结果分析 |
6.3.1 基于分层调度框架的PDBS调度算法验证 |
6.3.2 PDBS调度算法调度延时测试 |
6.4 本章小结 |
第七章 结论 |
参考文献 |
在学研究成果 |
致谢 |
(5)面向linux的嵌入式软件集成开发平台配置管理技术及实现(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第一章 绪论 |
1.1 项目背景 |
1.2 嵌入式系统的特点 |
1.3 嵌入式系统主要的研究方向 |
1.4 Linux 在嵌入式开发中的前景 |
1.5 本论文完成的工作 |
第二章 Linux 在嵌入式开发中存在的意义 |
2.1 Linux 在嵌入式操作系统中的优势 |
2.2 嵌入式 Iinux 目前发展的状态 |
2.3 一个嵌入式Linux 系统的构建 |
2.4 本章小结 |
第三章 Linux 版本的选择 |
3.1 引言 |
3.2 当前流行的几种嵌入式Linux 系统 |
3.3 实时性选择 |
3.4 开发工具 |
3.5 应用程序的开发和移植 |
3.6 本章小结 |
第四章 Linux 的小型化 |
4.1 引言 |
4.2 实现方案 |
4.3 本章小结 |
第五章 Linux 的实时性 |
5.1 引言 |
5.2 实时性的相关概念 |
5.3 影响Linux 实时性的因素 |
5.4 RTLinux 在实时性上的优势分析 |
5.5 RTLinux 的设计与实现 |
5.6 Linux 内核实时性分析、测试及优化策略 |
5.7 本章小结 |
第六章 基于 ARM-linux 的交叉编译环境的搭建 |
6.1 引言 |
6.2 Make 和 Make file |
6.3 交叉编译环境的建立过程 |
6.4 本章小结 |
第七章 嵌入式系统软件开发的相关问题 |
7.1 嵌入式软件的开发模式 |
7.2 处理器和硬件开发平台的选定 |
7.3 操作系统与硬件平台和开发工具的关系 |
7.4 开发环境的选定 |
7.5 嵌入式软件开发平台下的实时软件开发 |
7.6 本章小结 |
第八章 结束语 |
参考文献 |
致谢 |
(6)基于RTLiunx的中低速磁浮列车车载诊断系统设计(论文提纲范文)
1 中低速磁浮列车车载诊断系统概述 |
2 系统总体方案设计 |
2.1 系统结构与功能 |
2.2 车载诊断网络通信机理 |
3 基于RTLinux的车载诊断网络系统 |
3.1 RTLinux网络实时化 |
3.2 诊断系统核心软件设计 |
3.3 优化诊断系统性能 |
3.3.1 内核裁减优化 |
3.3.2 硬件选取 |
4 系统测试 |
5 结论 |
(7)RTLinux在数控系统改造中的应用与实现(论文提纲范文)
0 引言 |
1 系统的整体结构 |
2 系统的硬件结构 |
3 系统的软件体系 |
3.1 RTLinux简介 |
3.2 基于RTLinux的数控系统的软件结构 |
4 控制实例 |
4.1 程序的基本结构 |
4.2 用户界面的实现方法 |
4.3 插补和位置控制模块的实现方法 |
4.4 数控系统的实时性分析 |
5 结束语 |
(8)双足步行机器人控制系统设计与实现(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第一章 绪论 |
1.1 双足步行机器人的研究历史与发展现状 |
1.1.1 国外双足步行机器人的研究历史及现状 |
1.1.2 国内双足步行机器人的研究历史及现状 |
1.2 双足步行机器人控制系统设计的一般方法 |
1.2.1 双足步行机器人对控制系统的需求 |
1.2.2 双足机器人控制系统设计的常见结构 |
1.2.3 双足机器人控制系统设计的发展现状 |
1.3 本文研究内容 |
第二章 双足步行机器人SHR-1 的总体设计 |
2.1 双足步行机器人SHR-1 的机械结构 |
2.2 机器人的驱动与感知系统 |
2.2.1 机器人的驱动系统 |
2.2.2 机器人的感知系统 |
2.3 机器人控制系统的层次结构 |
2.4 本章小结 |
第三章 控制系统设计 |
3.1 总线结构的选择 |
3.1.1 典型的现场总线 |
3.1.2 各种现场总线的性能比较 |
3.1.3 CAN 总线的特点与性能分析 |
3.2 基于CAN 总线的分布式控制系统结构 |
3.2.1 基于CAN 总线机器人控制系统的整体结构 |
3.2.2 CAN 在机器人控制系统应用时注意的问题 |
3.3 基于CANOPEN 的网络通信协议 |
3.3.1 CANopen 简介 |
3.3.2 双足机器人CAN 网络通信协议的订制 |
3.4 本章小结 |
第四章 控制系统软件设计与实现 |
4.1 实时操作系统的选择 |
4.1.1 实时性分析 |
4.1.2 实时操作系统选型 |
4.2 RTLINUX 实时操作系统 |
4.2.1 RTLinux 的实现原理 |
4.2.2 RTLinux 下实时软件开发的关键技术 |
4.3 机器人系统的整体软件结构 |
4.4 RTLINUX 下设备驱动的开发 |
4.4.1 RTLinux 下设备驱动开发的一般方法 |
4.4.2 CAN 接口卡的设备驱动程序设计 |
4.5 双足机器人实时控制程序的开发 |
4.6 人机交互程序的开发 |
4.6.1 开发工具的选择 |
4.6.2 人机界面的设计 |
4.7 本章小结 |
第五章 实验研究与结果分析 |
5.1 实验平台介绍 |
5.1.1 双足机器人硬件实验平台 |
5.1.2 双足机器人软件实验平台 |
5.2 双足机器人控制系统实时性实验 |
5.2.1 RTLinux 任务调度实时性实验 |
5.2.2 CAN 网络通讯的实时性实验 |
5.3 机器人单关节轨迹跟踪实验 |
5.4 机器人步行实验 |
5.4.1 机器人平地步行实验 |
5.4.2 机器人斜坡步行实验 |
5.5 本章小结 |
第六章 总结与展望 |
6.1 本文主要研究工作及成果总结 |
6.2 下一步工作展望 |
参考文献 |
致谢 |
攻读硕士学位期间发表的学术论文目录 |
作者在攻读硕士学位期间参加的科研工作 |
(9)基于ARM和uClinux的嵌入式系统的设计和实现(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第一章 绪论 |
1.1 课题背景 |
1.2 主要工作 |
第二章 系统方案设计 |
2.1 定位与指挥系统接口模块功能说明 |
2.2 系统方案设计 |
2.3 系统硬件平台 |
2.4 系统软件平台 |
第三章 嵌入式uClinux 平台的实现 |
3.1 Blob 在 S3C44B0X 上的移植 |
3.1.1 Bootloader 的概念 |
3.1.2 Blob 简介 |
3.1.3 Blob 在 S3C44B0X 上的的移植 |
3.1.4 Blob 的编译及运行 |
3.2 基于 S3C44B0X 的 uClinux 的移植 |
3.2.1 uClinux 内核组成 |
3.2.2 移植概述 |
3.2.3 内核配置和编译 |
3.2.4 uClinux 的固化与执行 |
3.3 uClinux 下文件系统的实现 |
3.3.1 uClinux 下的根文件系统的组织 |
3.3.2 jffs2 文件系统的实现 |
3.3.3 jffs2 文件系统的测试 |
第四章 uClinux 下的驱动程序开发 |
4.1 Linux 设备驱动程序概述 |
4.2 矩阵键盘驱动 |
4.2.1 矩阵键盘工作原理 |
4.2.2 uCLinux 下矩阵键盘驱动程序 |
4.3 网络设备驱动程序 |
第五章 嵌入式 LINUX 的实时性研究和改造 |
5.1 实时操作系统概述 |
5.2 嵌入式 Linux 在实时性的缺陷 |
5.3 嵌入式 Linux 实时性的改造 |
5.3.1 RTLinux 结构 |
5.3.2 RTLinux 实时性的实现机制 |
5.3.3 RTLinux 应用开发策略 |
5.3.4 RTLinux 实时性测试 |
第六章 网络传输程序设计 |
6.1 通信数据的打包/解包 |
6.2 基于 TCP 协议的网络传输程序的设计与测试 |
6.3 基于 UDP 协议的网络传输程序的设计与测试 |
6.4 基于 UDP 协议的网络传输程序的可靠性改造与测试 |
6.4.1 停等协议 |
6.4.2 滑动窗口协议 |
6.4.3 停等协议与滑动窗口协议的效率比较 |
6.4.4 基于停等协议的UDP 可靠性改造的测试 |
第七章 总结 |
致谢 |
参考文献 |
作者攻硕期间取得的成果 |
个人简历 |
(10)嵌入式LINUX的实时性增强及其在测控系统中的应用(论文提纲范文)
中文摘要 |
英文摘要 |
1 绪论 |
1.1 课题研究的背景和意义 |
1.2 国内外相关研究现状 |
1.2.1 国内研究现状 |
1.2.2 国外研究现状 |
1.2.3 本论文主要完成的工作 |
2 基于 ARM 的嵌入式工业处理器简介 |
2.1 ARM 简介 |
2.1.1 ARM-Advanced RISC Machines |
2.1.2 ARM 微处理器的特点 |
2.1.3 ARM 微处理器结构 |
2.1.4 ARM 微处理器系列 |
2.2 ARM 嵌入式测控系统与传统工业控制计算机测控系统 |
2.3 ARM 微处理器的应用选型 |
2.3.1 ARM 微处理器内核的选择 |
2.3.2 系统的工作频率 |
2.3.3 片内外围电路的选择 |
2.4 三星S3C2410 处理器 |
2.4.1 三星S3C2410 芯片资源介绍 |
2.4.2 三星S3C2410 的时钟管理介绍 |
2.4.3 三星S3C2410 的PWM 定时器介绍 |
2.5 本章小结 |
3 嵌入式 Linux 内核分析与实时性 |
3.1 嵌入式Linux 操作系统在工业控制领域应用的分析 |
3.2 嵌入式Linux 内核与硬时钟 |
3.2.1 实时时钟 |
3.2.2 可编程间隔定时器 |
3.3 嵌入式Linux 操作系统对系统时钟的设置 |
3.3.1 引导部分 |
3.3.2 操作系统启动和系统时钟设置 |
3.4 基于S3C2410 的嵌入式Linux 中断处理研究 |
3.4.1 嵌入式Linux 底层中断处理程序 |
3.4.2 嵌入式Linux 高层中断处理程序 |
3.5 嵌入式Linux 的进程调度研究 |
3.5.1 进程的基本概念 |
3.5.2 进程的地址空间 |
3.5.3 进程控制 |
3.5.4 进程调度 |
3.6 嵌入式Linux 在实时应用中的不足 |
3.7 嵌入式Linux 实时性增强的两种思想 |
3.8 本章小结 |
4 嵌入式 Linux 系统的实时性增强与测控系统 |
4.1 系统时钟粒度的修改 |
4.2 中断的实时性分析与系统实时性提高 |
4.2.1 嵌入式Linux 中断的禁用和使能 |
4.2.2 嵌入式Linux 中断处理的特性与实时性 |
4.3 实时任务的调度 |
4.4 测控系统的实时测控任务部分处理 |
4.5 测控系统的硬件框图 |
4.5.1 测控系统的定时/计数器板卡 |
4.6 测控系统实时任务的软件设计 |
4.7 基于MiniGUI 的测控系统显示任务的软件设计 |
4.7.1 基于MiniGUI 的图形显示介绍 |
4.7.2 stateWinProc 函数 |
4.8 内核裁减、编译与烧写 |
4.8.1 内核裁减 |
4.8.2 内核编译 |
4.8.3 内核烧写 |
4.9 实时性测试 |
4.10 本章小结 |
5 串行通信与 DCS 系统 |
5.1 串行通信介绍 |
5.2 基于RS-485 的DCS 系统 |
5.3 嵌入式Linux 系统下的串行通信 |
5.3.1 嵌入式Linux 系统下的RS-485 通信原理 |
5.3.2 嵌入式系统中MAX485 芯片的驱动介绍 |
5.3.3 嵌入式Linux 系统下的串行通信用户态程序介绍 |
5.3.4 通信机理 |
5.3.5 数据通信协议 |
5.4 DCS 系统软件设计 |
5.4.1 从机通信程序设计 |
5.4.2 主机监控程序设计 |
5.5 本章小结 |
6 总结与展望 |
致谢 |
参考文献 |
附录:作者在攻读硕士学位期间发表的论文目录 |
四、RTLinux的实时性检验与内核裁减的研究(论文参考文献)
- [1]面向有限资源的物联网终端操作系统设计与实现[D]. 夏恒发. 重庆邮电大学, 2018(01)
- [2]基于ARM和RTAI的嵌入式实时平台的设计与实现[D]. 黄芳. 中国科学院研究生院(沈阳计算技术研究所), 2014(01)
- [3]复杂实时应用系统设计实现的关键技术研究[D]. 王溪波. 东北大学, 2012(07)
- [4]支持分层混合调度策略的实时调度算法研究与设计[D]. 张姝. 沈阳工业大学, 2011(08)
- [5]面向linux的嵌入式软件集成开发平台配置管理技术及实现[D]. 潘睿. 电子科技大学, 2009(11)
- [6]基于RTLiunx的中低速磁浮列车车载诊断系统设计[J]. 周治国,刘志刚. 都市快轨交通, 2008(02)
- [7]RTLinux在数控系统改造中的应用与实现[J]. 郑寿庆,周惠兴,马荣华,秦海平,陈现敏,侯书林. 机床与液压, 2008(04)
- [8]双足步行机器人控制系统设计与实现[D]. 王斌. 上海交通大学, 2008(01)
- [9]基于ARM和uClinux的嵌入式系统的设计和实现[D]. 胡之弦. 电子科技大学, 2007(03)
- [10]嵌入式LINUX的实时性增强及其在测控系统中的应用[D]. 袁辉建. 重庆大学, 2007(05)
标签:优先级论文; 实时系统论文; linux系统论文; 混合策略论文; linux服务器论文;