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ITRON研究及其在PHS手机中的应用研究

作　者: 马凌云
导　师: 梁先宇
学　校: 湖南大学
专　业: 控制理论与控制工程
关键词: 实时操作系统应用编程接口实时调度算法 ITRON 小灵通
分类号: TN929.53
类　型: 硕士论文
年　份: 2005年
下　载: 89次
引　用: 4次
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内容摘要

嵌入式系统是设计完成复杂功能的硬件和软件,并使其紧密耦合在一起的计算机系统。它分为硬件层、实时操作系统(RTOS)层和应用程序层,其中RTOS层是嵌入式系统的核心。RTOS提供各种设备驱动程序完成对硬件的操作和指挥,同时RTOS又提供各种功能和种类的系统调用API来满足应用程序的需求,达到对系统硬件资源和软件资源的合理、充分的使用。目前嵌入式实时操作系统API没有形成统一的标准,各个厂商都定义了各自的一套标准体系。操作系统(OS)技术规范差别之大及实用微控制器品种之繁多,使得RTOS的标准化研究成为嵌入式系统开发中急需解决的一个重要问题。另外,实时和嵌入式系统的业者不关心软件工程技术的最新进展,仍停留在过程式模块开发阶段,没有采用软件工程的新技术:OO技术、构件技术和直接使用软件服务等,越来越不适应目趋复杂的嵌入式产品开发。 RTOS的应用编程接口的标准化是RTOS标准化的主要目标之一。本文使用抽象层软件体系结构和组件技术来解决RTOS标准化问题,利用OO思想对系统调用接口进行标准化,从而使应用层软件对于任何硬件设备和操作系统平台都可移植并适用于其上。文章以ITRON规范和POSIX标准为研究基础,阐述了RTOS标准化的基本思想,提出了标准的RTOS的体系结构模式和其构造方法。文中提出利用面向对象编程方法,对RTOS内核中的主要功能对象进行设计并构造出了其类的实现方法,这些类的方法就是RTOS的标准应用编程接口。本文对实时调度算法的理论进行了研究,区别于以往的划分方法,提出了按任务优先级的特征参数来区分实时调度算法的思想,并进一步讨论了单特征参数调度算法和多特征参数调度算法的原理、算法实现及算法优缺点分析等。最后,本文以PHS终端应用开发为基础,介绍了RTOS启动前系统的启动和在实现PHS和旋铃声模块时,如何调用标准的接口API函数。这部分的程序部分都通过了调试和测试,并在PHS上得到了实现。

全文目录

摘要  8-9
Abstract  9-10
第1章绪论  10-15
  1.1 论文的研究背景  10-12
  1.2 论文的主要任务  12-14
    1.2.1 提倡标准规范的嵌入式软件编程风格  12-13
    1.2.2 RTOS标准化研究  13
    1.2.3 ITRON规范研究  13-14
  1.3 论文的结构  14-15
第2章嵌入式操作系统概述  15-22
  2.1 操作系统  15-16
    2.1.1 操作系统的作用  15
    2.1.2 操作系统的定义  15
    2.1.3 操作系统的功能  15-16
  2.2 嵌入式实时系统  16-18
    2.2.1 实时系统的定义  16
    2.2.2 嵌入式系统的定义  16-17
    2.2.3 实时系统的衡量指标  17
    2.2.4 实时在系统中的实现  17-18
    2.2.5 嵌入式系统的特点  18
  2.3 嵌入式实时操作系统  18-21
    2.3.1 嵌入式实时操作系统的发展历程  18-19
    2.3.2 实时操作系统的定义  19
    2.3.3 实时操作系统的主要功能  19
    2.3.4 使用实时操作系统的优缺点  19-20
    2.3.5 实时操作系统的发展趋势  20-21
  2.4 本章小结  21-22
第3章实时操作系统标准化研究  22-55
  3.1 RTOS标准化研究的主要内容  22-23
  3.2 POSIX标准和ITRON规范  23-25
    3.2.1 可移植操作系统接口—POSIX标准  23-24
    3.2.2 ITRON规范  24-25
  3.3 实时操作系统标准化理论  25-31
    3.3.1 RTOS标准化规范的基本思想  25-27
    3.3.2 标准规范的API命名规则  27-28
    3.3.3 RTOS标准化规范的体系结构  28-30
    3.3.4 RTOS标准化体系的构造方法  30-31
  3.4 标准化应用编程接口类设计  31-42
    3.4.1 应用编程接口与中间件  31-32
    3.4.2 RTOS应用编程接口标准  32-33
    3.4.3 同步与通信类  33-36
    3.4.4 中断处理类  36-38
    3.4.5 内存管理类  38-39
    3.4.6 任务管理类  39-42
  3.5 标准化API函数的设计  42-54
    3.5.1 任务管理  42-45
    3.5.2 同步与通信  45-47
    3.5.3 时钟管理  47-50
    3.5.4 内存管理  50-52
    3.5.5 系统调用的实现  52-54
  3.6 本章小结  54-55
第4章实时调度算法  55-67
  4.1 基于单特征参数的调度算法分析  55-61
    4.1.1 单调速率(rate-monotonic)算法  55-58
    4.1.2 截止期最早最优先(earliestdeadlinefirst)算法  58-60
    4.1.3 空闲时间最短最优先(1eastslackfirst)算法  60
    4.1.4 基于单特征参数调度算法的分析  60-61
  4.2 基于多特征参数调度算法的研究  61-66
    4.2.1 参数定义  61-62
    4.2.2 基于优先级表的双特征参数算法原理  62-63
    4.2.3 基于优先级表的双特征参数算法的实现  63-66
  4.3 本章小结  66-67
第5章 PHS开发的关键技术和标准化编程接口的实现  67-85
  5.1 手机操作系统  67-68
  5.2 PHS终端设计方案  68-72
    5.2.1 PHS手机硬件结构  68-69
    5.2.2 PHS手机通用软件模型  69-70
    5.2.3 PHS手机MMI应用程序设计  70-71
    5.2.4 PHS手机软件体系结构  71-72
  5.3 PHS的启动  72-76
    5.3.1 Boot模式  72-73
    5.3.2 系统启动  73-76
  5.4 基于Norti3.0的MIDI和旋铃声的实现  76-84
    5.4.1 SMF Player系统原理  76-77
    5.4.2 标准化编程接口的设计  77-80
    5.4.3 SMF Player系统软件实现  80-84
  5.5 本章小结  84-85
结论  85-87
参考文献  87-90
致谢  90-91
附录A (攻读学位期间发表的学术论文)  91

ITRON研究及其在PHS手机中的应用研究

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