隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷發(fā)展,新的網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)不斷涌現(xiàn),多元化的服務(wù)與高帶寬的傳輸已成為網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的主流。在這樣的背景下,網(wǎng)絡(luò)設(shè)備中傳統(tǒng)的處理器越來越力不從心,難以滿足用戶需求。多核多線程處理器的出現(xiàn)為解決這一難題提供了方案,但它所帶來的硬件體系結(jié)構(gòu)的變化對軟件來說是不透明的,因此以往的軟件必須加以改進(jìn)、擴展才能支持這種處理器。在網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的軟件系統(tǒng)中,嵌入式操作系統(tǒng)是最重要的一個組成部分,它不僅管理著所有的軟硬件資源,還為上層服務(wù)的實現(xiàn)提供支持。因此在構(gòu)建基于多核多線程處理器的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的軟件系統(tǒng)時,首要的任務(wù)是實現(xiàn)一個支持多核多線程處理器的嵌入式操作系統(tǒng)。本文以網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的軟件系統(tǒng)開發(fā)為背景,深入研究了嵌入式操作系統(tǒng)對多核多線程處理器的支持手段。文章首先結(jié)合多核多線程處理器XLR732的硬件特點,分析了多核多線程體系結(jié)構(gòu)對操作系統(tǒng)的影響,討論了嵌入式操作系統(tǒng)在多核設(shè)備上的工作模式。然后通過對Linux內(nèi)核的擴展與改造,實現(xiàn)了其對XLR732處理器的支持。支持多核多線程處理器的嵌入式操作系統(tǒng)實現(xiàn)的關(guān)鍵技術(shù)包括:多核多線程處理器的啟動、任務(wù)間的同步手段、中斷與異常處理機制、任務(wù)調(diào)度策略以及核間通信手段等... 

【文章來源】：重慶大學(xué)重慶市 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：70 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
1 緒論
    1.1 課題背景和研究意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
    1.3 本文主要工作
    1.4 本文組織結(jié)構(gòu)
2 多核多線程處理器概述
    2.1 多核多線程處理器的發(fā)展
    2.2 多核多線程處理器的關(guān)鍵技術(shù)
    2.3 多核多線程處理器的優(yōu)勢
    2.4 基于MIPS 核的XLR732 處理器
        2.4.1 MIPS 體系結(jié)構(gòu)
        2.4.2 XLR732 對MIPS 的擴展
    2.5 本章小結(jié)
3 嵌入式操作系統(tǒng)的多核多線程架構(gòu)分析
    3.1 硬件多線程對操作系統(tǒng)內(nèi)核的影響
        3.1.1 軟件線程到硬件線程的映射
        3.1.2 硬件線程的調(diào)度策略
        3.1.3 線程優(yōu)先級問題
        3.1.4 中斷響應(yīng)的問題
    3.2 數(shù)據(jù)一致性問題
    3.3 多核平臺上操作系統(tǒng)的工作模式
    3.4 嵌入式操作系統(tǒng)在網(wǎng)絡(luò)設(shè)備軟件平臺中的位置
    3.5 內(nèi)核的設(shè)計目標(biāo)
    3.6 本章小結(jié)
4 Linux 在 XLR732 平臺上的移植實現(xiàn)
    4.1 多核引導(dǎo)過程
        4.1.1 Linux 對多核系統(tǒng)的引導(dǎo)分析
        4.1.2 XLR732 的啟動實現(xiàn)
    4.2 同步機制
        4.2.1 同步問題的解決思路
        4.2.2 同步機制在內(nèi)核中的實現(xiàn)
    4.3 中斷與異常處理
        4.3.1 處理器對中斷與異常的支持手段
        4.3.2 內(nèi)核對中斷與異常的實現(xiàn)
        4.3.3 中斷的處理過程
        4.3.4 NMI 的處理
    4.4 任務(wù)調(diào)度策略
        4.4.1 任務(wù)調(diào)度的前提
        4.4.2 任務(wù)調(diào)度的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)
        4.4.3 調(diào)度策略的實現(xiàn)
    4.5 核間通信方案
        4.5.1 核間中斷與共享存儲方案
        4.5.2 基于快速消息網(wǎng)絡(luò)FMN 的方案
        4.5.3 基于軟件消息隊列的方案
        4.5.4 為不同的通信內(nèi)容選擇合適的通信方案
    4.6 本章小結(jié)
5 系統(tǒng)的加載與啟動
    5.1 內(nèi)核鏡像文件的加載
    5.2 系統(tǒng)的啟動展示
    5.3 本章小結(jié)
6 結(jié)論與展望
    6.1 全文總結(jié)
    6.2 工作展望
致謝
參考文獻(xiàn)
附錄



本文編號：3169265