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嵌入式实时操作系统ARTs-OS的时间管理

作 者: 邹小松
导 师: 刘云生
学 校: 华中科技大学
专 业: 软件工程
关键词: 时间管理 定时器 分层时间车轮 差分时间链 优化算法 看门狗
分类号: TP316.2
类 型: 硕士论文
年 份: 2011年
下 载: 18次
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内容摘要


嵌入式实时操作系统是一种特殊的操作系统。是一种当外界事件或数据产生时,能够接受并以足够快的速度予以处理,其处理的结果又能在规定的时间之内来控制生产过程或对处理系统作出快速响应,并控制所有实时任务协调一致运行的嵌入式操作系统。其对于响应速度,时间的准确性,系统的可靠性提出了更为严格的要求。与此同时,其硬件资源如内存空间等非常有限,这就造成了空间与时间的尖锐的对立。因此,设计一个高效的,稳定的,功耗合理的时间管理子系统,无疑是整个操作系统提高性能的一个关键和瓶颈所在。针对嵌入式实时操作系统的特点,以S3C2410开发板为硬件平台,系统的介绍了时间管理子系统的设计与实现,主要包括系统时钟,定时器,看门狗等几个功能模块的分析和设计。通过论述各个模块的工作原理,基于S3C2410开发板,详细介绍了时间管理子系统各种功能的实现。其中,重点介绍了分层时间车轮和差分时间链两种定时器算法,对其优劣进行比较,在此基础上设计了一种优化的算法,有效的提高了定时器的性能。其次,较为详细的讨论了看门狗的工作原理以及应用技巧。为整个操作系统的稳定性提供了一道保障。通过对系统稳定性,定时器性能的测试与比较,该时间管理子系统显著提高了系统性能。定时器在各种负载下的平均性能均有大幅提高。在最高精度,最大调度时间,CPU计算量,增减定时器的耗时等方面都有显著的改善。而看门狗定时器有效的实现了系统崩溃自恢复的功能。

全文目录


摘要  4-5
ABSTRACT  5-8
1 绪论  8-15
  1.1 嵌入式实时操作系统  8-11
  1.2 嵌入式实时操作系统发展现状  11-13
  1.3 本文主要研究内容  13-15
2 ARTs-OS 及其时间管理子系统设计  15-23
  2.1 ARTs-OS 的系统结构  15-16
  2.2 ARTs-OS 的内核结构  16-18
  2.3 ARTs-OS 时间管理子系统设计需求  18
  2.4 ARTs-OS 时间管理子系统体系结构  18-19
  2.5 开发板以及开发环境简介  19-20
  2.6 关键技术  20-22
  2.7 本章小结  22-23
3 ARTs-OS 中系统时钟的设计与实现  23-31
  3.1 系统日历设计  23-26
  3.2 系统滴答设计  26-30
  3.3 本章小结  30-31
4 ARTs-OS 中定时器的设计与实现  31-44
  4.1 PWM TIMER 硬件结构及其实现定时器的工作原理  31-32
  4.2 常用定时器算法分析  32-37
  4.3 优化的定时器算法  37-40
  4.4 定时器性能测试  40-41
  4.5 关键程序设计与实现  41-43
  4.6 本章小结  43-44
5 ARTs-OS 中看门狗的设计与实现  44-49
  5.1 WATCHDOG TIMER 硬件结构和工作原理  44-46
  5.2 看门狗应用技巧的讨论  46-47
  5.3 关键程序设计与实现  47-48
  5.4 本章小结  48-49
6 总结与展望  49-51
  6.1 全文总结  49-50
  6.2 展望  50-51
致谢  51-52
参考文献  52-55

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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 > 实时操作系统
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