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基于嵌入式的输油管线监控系统的设计与实现

作　者: 杨煜
导　师: 张凤荔；常斌
学　校: 电子科技大学
专　业: 软件工程
关键词: 嵌入式 实时操作系统 μC/OS-II操作系统 性能测试
分类号: TP277
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 25次
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内容摘要


嵌入式系统已经广泛地渗透到科学研究、工程设计、军事技术、各类产业和商业文化艺术以及人们的日常生活等方方面面中。而嵌入式操作系统又在嵌入式系统中占据着重要的位置。由于嵌入式实时操作系统的其特殊性,所以进行测试比较困难,故而怎样设计与实现嵌入式操作系统的测试来就成了关注的焦点,本论文对嵌入式操作系统μC/OS-II的性能测试进行了一些研究和探讨。嵌入式操作系统μC/OS-II的性能测试是通过在PC平台上模拟运行来实现的,通过Brloand C和VC++编译器直接编译操作系统。本测试选取了能对整体性能起决定性作用的API作为测试对象进行性能测试,分别进行了任务切换测试、中断测试、任务延迟测试、任务创建测试、堆栈使用时的性能测试的设计与实现。通过测试,可以看出μC/OS-II可剥夺式内核的优越性及在任务切换时的快速与准确。本文主要结合了输油管线监控系统,对嵌入式操作系统的各项性能进行测试,从而使测试更具有实际意义,同时也能发现应用系统中的一些缺陷和不足,从能能够对系统进行优化,提升性能。此文采用理论与实际相结合的方法,首先就实时操作系统性能分析方法进行分析,然后结合实时系统的性能测试方法,对输油管线监控系统的中断系统、任务切换、创建任务、延时函数、TCB扩展数据结构、带扩展功能的任务建立、模拟测试七个方面进行测试。这七个方面全面的测试了输油管线监控系统中实时操作系统的各个方面的性能,为实际的工程应用提供可靠的分析数据,有利于系统的优化。

全文目录


摘要  4-5
ABSTRACT  5-9
第一章 绪论  9-14
  1.1 任务及目标  9
  1.2 研究背景  9-13
    1.2.1 输油管线监控系统  9-10
    1.2.2 国内外情况  10-11
    1.2.3 软件测试  11-13
  1.3 主要内容  13
  1.4 论文章节安排  13-14
第二章 嵌入式操作系统的相关技术  14-20
  2.1 嵌入式操作系统的定义  14
  2.2 嵌入式操作系统的内容  14-15
  2.3 嵌入式操作系统的特点  15-19
    2.3.1 嵌入式系统的技术特点  15-16
    2.3.2 嵌入式系统开发相关技术  16-17
    2.3.3 嵌入式系统的广泛应用  17-18
    2.3.4 嵌入式系统高级编程语言技术分析  18-19
  2.4 本章小结  19-20
第三章 输油管线监控系统和实时操作系统分析  20-42
  3.1 输油管线监控系统  20-23
  3.2 实时操作系统介绍  23-24
  3.3 实时操作系统内核分析  24-33
    3.3.1 临界区  24-25
    3.3.2 任务及控制块(TCB)  25-27
    3.3.3 任务状态  27-28
    3.3.4 任务的调度  28-29
    3.3.5 中断处理  29-32
    3.3.6 时钟节拍  32-33
  3.4 任务管理  33-36
    3.4.1 任务的创建与删除  34-35
    3.4.2 任务的挂起与睡眠  35-36
    3.4.3 任务唤醒  36
  3.5 任务间的通信  36-41
    3.5.1 任务通信方式  37-39
    3.5.2 信号量  39-40
    3.5.3 邮箱和消息队  40-41
  3.6 本章小结  41-42
第四章 实时系统测试的方法  42-48
  4.1 软件测试概述  42-47
    4.1.1 软件测试  42
    4.1.2 实时任务测试（Real-time task testing）  42-45
    4.1.3 基于消息的分布式系统的测试  45-47
  4.2 嵌入式操作系统测试标准与普通性能测试的同异  47
  4.3 有关嵌入式操作系统的测试标准  47
  4.4 本章小结  47-48
第五章 输油管线监控系统性能测试设计及结果分析  48-71
  5.1 测试环境  48-54
    5.1.1 OS_CPU.H  49-50
    5.1.2 OS_CPU_C.C  50-51
    5.1.3 OS_CPU_A.S  51-54
  5.2 设计思想  54
  5.3 中断系统测试模块  54-58
    5.3.1 中断相关的概念  54-56
    5.3.2 中断相关数据的测试方法  56
    5.3.3 中断处理测试  56-58
  5.4 任务切换测试模块  58-60
  5.5 创建任务测试模块  60-61
  5.6 延时函数测试模块  61-65
    5.6.1 任务延时函数  62-63
    5.6.2 按时分秒延时函数  63-64
    5.6.3 让处在延时期的任务结束延时  64-65
    5.6.4 测试结果  65
  5.7 TCB 扩展数据结构测试模块  65-66
  5.8 扩展任务创建测试模块  66-68
  5.9 模拟测试模块  68-69
  5.10 本章小结  69-71
第六章 结论  71-72
致谢  72-73
参考文献  73-75

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中图分类: > 工业技术 > 自动化技术、计算机技术 > 自动化技术及设备 > 自动化系统 > 监视、报警、故障诊断系统
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