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基于μC/OS-Ⅱ的ISA模型设计与实现

作　者: 陈忠建
导　师: 王华军
学　校: 成都理工大学
专　业: 计算机软件与理论
关键词: 嵌入式软件架构 ISA OOC μC/OS-Ⅱ
分类号: TP316.84
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
下　载: 7次
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内容摘要


嵌入式系统是以应用为中心，软硬件可裁减的，适应应用系统，对功能、可靠性、成本、体积、功耗等综合性严格要求的专用计算机系统。嵌入式系统的广泛应用已经渗入到我们日常生活的各个方面。手机、电视机顶盒、平板电脑、数字相机等消费性电子产品都有嵌入式系统的身影;工业自动化控制、医疗器械、交通、通信设备、安全系统等领域更是嵌入式系统的天下。近年来，嵌入式系统的软件架构设计逐渐得到重视，逐步将成熟的软件设计方法、设计模式向嵌入式系统移植。目前，主流的软件设计方法都是以面向对象为基础。由于嵌入式自身的特点，要求嵌入式系统运行效率高、占用存储器少，必须使用汇编语言或C语言编写程序。然而汇编语言和C语言都不支持面向对象，这样使得成熟软件设计模式和方法无法直接运用到嵌入式系统上。因此，建立一种软件架构能使用通用的软件设计模式和方法，对提高软件的可扩展性、可配置性和易维护性具有十分重要的应用价值。针对上文提出的嵌入式软件系统不能有效的利用现代软件工程学的面向对象软件开发方法和设计模式，通过对C++的面向对象的原理和实现方法的分析，建立了一种基于C语言的面向对象的编程模型（OOC），详细的阐述了OOC模型的设计和实现方法。OOC编程模型可以使用面向对象基本特性——封装性、继承性、多态性—为软件架构的可扩展性、可配置性和易维护性建立基础。基于OOC编程模型，建立了智能系统架构（ISA）模型，并详细的阐述了ISA模型的设计和实现方法，介绍了ISA软件架构在μC/OS-II嵌入式操作系统实现，并针对ISA内存需求的特点，提出了μC/OS-II内存改进方案。 ISA模型提供了一种可扩展性好、可配置性强和可维护性易的软件架构，通过配置文件就能容易的新增或删除软件系统内的一些功能，而无需修改代码。

全文目录


摘要  4-5
Abstract  5-9
第1章 绪论  9-16
  1.1 嵌入式系统概述  9
  1.2 嵌入式系统的组成与特点  9-10
  1.3 嵌入式系统的软件结构  10-12
  1.4 嵌入式编程语言  12-13
  1.5 国内外研究现状  13-14
  1.6 课题的提出  14
  1.7 论文组织结构  14-15
  本章小结  15-16
第2章 C++面向对象技术研究  16-22
  2.1 面向对象概述  16
  2.2 面向对象的优点  16
  2.3 面向对象的特点  16-17
  2.4 C++面向对象的原理和实现  17-21
  本章小结  21-22
第3章 系统模型  22-34
  3.1 OOC 模型  22-29
    3.1.1 OOC 概述  22
    3.1.2 OOC 基本原理  22-23
    3.1.3 类数据成员  23-24
    3.1.4 类虚函数表  24
    3.1.5 类描述符  24-25
    3.1.6 基类 Object  25-26
    3.1.7 类的继承  26-27
    3.1.8 虚函数调用  27-29
  3.2 ISA 模型  29-33
    3.2.1 ISA 概述  29-30
    3.2.2 ISA 基本原理  30-32
    3.2.3 ISA 消息流程  32-33
  本章小结  33-34
第4章 基于μC/OS-Ⅱ 的 ISA 设计与内存管理优化  34-49
  4.1 操作系统内核定义  34
  4.2 操作系统内核分类  34-35
  4.3 μC/OS-Ⅱ 简介  35-36
  4.4 基于μC/OS-Ⅱ 的 ISA 框架  36-37
  4.5 基于μC/OS-Ⅱ 的 ISA 设计  37-41
    4.5.1 整体设计  37-38
    4.5.2 设备管理器  38-40
    4.5.3 ISA 消息管理器  40-41
  4.6 μC/OS-Ⅱ 内存管理优化  41-48
    4.6.1 内存碎片概述  41-42
    4.6.2 μC/OS-Ⅱ 内存管理分析  42-44
    4.6.3 μC/OS-Ⅱ 内存管理优缺点  44
    4.6.4 μC/OS-Ⅱ 内存管理改进  44-47
    4.6.5 堆分配方式  47-48
    4.6.6 统一接口  48
  本章小结  48-49
第5章 基于μC/OS-Ⅱ 的 ISA 实现  49-57
  5.1 ISA 架构启动  49-53
  5.2 μC/OS-Ⅱ 任务的运行流程  53-54
  5.3 ISA 消息  54-56
    5.3.1 ISA 消息概述  54-55
    5.3.2 ISA 消息框架  55-56
  本章小结  56-57
第6章 系统总体测试  57-61
  6.1 测试原理  57
  6.2 测试平台搭建  57
  6.3 数据显示  57-59
  6.4 整体性能分析  59-60
  本章小结  60-61
全文总结与展望  61-62
致谢  62-63
参考文献  63-66
攻读学位期间取得学术成果  66

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中图分类: > 工业技术 > 自动化技术、计算机技术 > 计算技术、计算机技术 > 计算机软件 > 操作系统 > 网络操作系统 > OS/2操作系统
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