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单片机嵌入式操作系统研究与NoC结构的操作系统内核设计

作　者: 刘彦鑫
导　师: 李哲英
学　校: 北京交通大学
专　业: 微电子学与固体电子学
关键词: 8051单片机嵌入式操作系统进程调度 NOC片上网络
分类号: TP316.2
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

嵌入式操作系统是嵌入式应用软件的基础和开发平台,用户的其他应用程序都建立在嵌入式操作系统之上。目前,对于16位/32位处理器的嵌入式操作系统开发比较广泛,8位处理器的操作系统开发很少。而8位处理器的应用软件开发又比较常见,所以本文提出一种基于8051单片机的简单嵌入式操作系统,大大减少了软件开发时的重复性劳动。对于NoC (Networks on chip片上网络)结构,需要一个适用于这种结构的操作系统控制管理计算机资源、高效地利用软硬件、合理地组织管理计算机系统的工作流程。一种方法就是拓展以上适用于8051单片机的简单嵌入式操作系统,将其作为NoC分布式操作系统的一个基础节点。在这个节点操作系统里预留一些接口,通过这些接口实现各节点的连接通信。分布式操作系统每一个节点具有相同结构和功能。论文对嵌入式操作系统的研究现状和发展趋势作了分析,详细研究了所使用到的基础理论。在此基础之上,设计了一个嵌入式操作系统结构,建立软件模型。这个嵌入式操作系统是一个微内核结构,针对瑞典KTH研究小组的DRRA片上网络结构,以及对应的NoC分布式操作的要求,提供了进程调度和进程间通信功能。为了进一步拓展到NoC中应用,操作系统内核中预留了三个接口,希望通过这三个接口完成每个操作系统节点间的数据通信,实现NoC上分布式操作系统；最后通过实现一个FIR低通滤波器验证这个系统的各项功能都达到了设计要求。

全文目录

致谢  5-6
中文摘要  6-7
ABSTRACT  7-10
1 绪论  10-15
  1.1 引言  10-11
  1.2 国内外现状及发展趋势  11-12
  1.3 论文研究工作和组织结构  12-15
2 背景知识  15-34
  2.1 8051单片机结构  15-22
    2.1.1 8051单片机存储区  15-17
    2.1.2 特殊功能寄存器  17-20
    2.1.3 计时器/计数器  20-21
    2.1.4 中断结构  21-22
  2.2 操作系统结构  22-28
    2.2.1 操作系统的概念  22-24
    2.2.2 操作系统的功能  24-28
  2.3 NoC基本结构  28-31
  2.4 开发软件Keil C51  31-32
  2.5 开发简单嵌入式操作系统需要注意的问题  32-34
3 嵌入式操作系统的结构设计  34-56
  3.1 操作系统的头文件  35-37
  3.2 主函数  37-40
    3.2.1 PCB初始化  38
    3.2.2 任务创建  38-40
    3.2.3 用户任务  40
  3.3 多任务调度  40-52
    3.3.1 调度算法  41-42
    3.3.2 时间片设置  42-44
    3.3.3 基于优先级的队列顺序  44-48
    3.3.4 任务的启动和调度  48-51
    3.3.5 任务删除  51-52
  3.4 进程间通信  52-56
4 操作系统的验证  56-63
  4.1 建立FIR低通滤波器模型  56-59
  4.2 验证结果  59-63
5 总结与展望  63-66
  5.1 总结  63-64
  5.2 进一步研究  64-66
参考文献  66-68
作者简历  68-70
学位论文数据集  70

单片机嵌入式操作系统研究与NoC结构的操作系统内核设计

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