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嵌入式實(shí)時操作系統(tǒng)ARTs-OS的時間管理

發(fā)布時間:2020-07-13 23:42
【摘要】:嵌入式實(shí)時操作系統(tǒng)是一種特殊的操作系統(tǒng)。是一種當(dāng)外界事件或數(shù)據(jù)產(chǎn)生時,能夠接受并以足夠快的速度予以處理,其處理的結(jié)果又能在規(guī)定的時間之內(nèi)來控制生產(chǎn)過程或?qū)μ幚硐到y(tǒng)作出快速響應(yīng),并控制所有實(shí)時任務(wù)協(xié)調(diào)一致運(yùn)行的嵌入式操作系統(tǒng)。其對于響應(yīng)速度,時間的準(zhǔn)確性,系統(tǒng)的可靠性提出了更為嚴(yán)格的要求。與此同時,其硬件資源如內(nèi)存空間等非常有限,這就造成了空間與時間的尖銳的對立。因此,設(shè)計(jì)一個高效的,穩(wěn)定的,功耗合理的時間管理子系統(tǒng),無疑是整個操作系統(tǒng)提高性能的一個關(guān)鍵和瓶頸所在。 針對嵌入式實(shí)時操作系統(tǒng)的特點(diǎn),以S3C2410開發(fā)板為硬件平臺,系統(tǒng)的介紹了時間管理子系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn),主要包括系統(tǒng)時鐘,定時器,看門狗等幾個功能模塊的分析和設(shè)計(jì)。通過論述各個模塊的工作原理,基于S3C2410開發(fā)板,詳細(xì)介紹了時間管理子系統(tǒng)各種功能的實(shí)現(xiàn)。其中,重點(diǎn)介紹了分層時間車輪和差分時間鏈兩種定時器算法,對其優(yōu)劣進(jìn)行比較,在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)了一種優(yōu)化的算法,有效的提高了定時器的性能。其次,較為詳細(xì)的討論了看門狗的工作原理以及應(yīng)用技巧。為整個操作系統(tǒng)的穩(wěn)定性提供了一道保障。 通過對系統(tǒng)穩(wěn)定性,定時器性能的測試與比較,該時間管理子系統(tǒng)顯著提高了系統(tǒng)性能。定時器在各種負(fù)載下的平均性能均有大幅提高。在最高精度,最大調(diào)度時間,CPU計(jì)算量,增減定時器的耗時等方面都有顯著的改善。而看門狗定時器有效的實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)崩潰自恢復(fù)的功能。
【學(xué)位授予單位】:華中科技大學(xué)
【學(xué)位級別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2011
【分類號】:TP368.1;TP316.2
【圖文】:

體系結(jié)構(gòu)圖,體系結(jié)構(gòu),微內(nèi)核,系統(tǒng)服務(wù)


OS 采用現(xiàn)代微內(nèi)核設(shè)計(jì)思想和模塊結(jié)構(gòu),分為四個層次:時微內(nèi)核層、系統(tǒng)服務(wù)層和用戶接口層,支持動態(tài)裁剪和系的 ARTs-OS 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖 2.1 所示。

內(nèi)核,實(shí)時微內(nèi)核,接口機(jī)制,軟中斷


管理負(fù)責(zé)對整個系統(tǒng)物理內(nèi)存進(jìn)行管理,包空間的管理,邏輯地址與物理地址間映射的管理負(fù)責(zé)實(shí)現(xiàn)中斷處理例程,包括中斷進(jìn)入掛接服務(wù)。維護(hù)中斷/異常處理向量表。管理負(fù)責(zé)維護(hù)系統(tǒng)時間,產(chǎn)生系統(tǒng)滴答中斷器,以及對看門狗定時器的啟動和維護(hù)。模塊提供的功能以函數(shù)的形式提供給其它內(nèi)。因此,提供一種專門的接口機(jī)制來實(shí)現(xiàn)用。在核外,接口使用軟中斷技術(shù)進(jìn)入內(nèi)核,傳遞給內(nèi)核,并將程序控制流轉(zhuǎn)向相應(yīng)的內(nèi),由于嵌入式操作系統(tǒng)在各種硬件平臺間植性。硬件抽象層位于實(shí)時微內(nèi)核與硬件簡化對其的操作。它屏蔽了特定平臺的硬件

硬件結(jié)構(gòu)圖,硬件結(jié)構(gòu),芯片,開發(fā)板


換為 8 位數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)包括秒、分、時、日期、星期、月、年。RTC 芯片基于一個能夠提供 32.768kHz 頻率的外部晶振工作,它也能完成報(bào)警功能。3.1.1 RTC 芯片硬件結(jié)構(gòu)和工作原理S3C2410 開發(fā)板中 RTC 的硬件結(jié)構(gòu)如圖 3-1 所示。

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前8條

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相關(guān)博士學(xué)位論文 前1條

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1 劉萬里;實(shí)時嵌入式LINUX設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D];西南交通大學(xué);2003年



本文編號:2754149

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