基于物聯(lián)網(wǎng)的計(jì)算機(jī)嵌入式操作系統(tǒng)設(shè)計(jì)
發(fā)布時(shí)間:2021-08-29 15:49
隨著微處理器性能的快速提升及5G通訊技術(shù)的普及,基于物聯(lián)網(wǎng)的嵌入式操作系統(tǒng)需求不斷增大。針對(duì)上述問(wèn)題,文中設(shè)計(jì)了一款搭載于嵌入式硬件系統(tǒng)環(huán)境的操作系統(tǒng)。為了滿(mǎn)足該嵌入式操作系統(tǒng)的安全需求,使用多重獨(dú)立等級(jí)安全架構(gòu)設(shè)計(jì)分區(qū)分時(shí)操作系統(tǒng),利用UDP通訊網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)組網(wǎng)內(nèi)的信息共享,采用任務(wù)備份系統(tǒng)提高操作系統(tǒng)的穩(wěn)定性。為了提高可移植性與可維護(hù)性,系統(tǒng)采用軟硬件分離的設(shè)計(jì)策略。在基于嵌入式系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)測(cè)試中,該操作系統(tǒng)的準(zhǔn)確性可達(dá)到99%以上,且硬件無(wú)宕機(jī)工作時(shí)間長(zhǎng),具有良好的實(shí)時(shí)運(yùn)行性能。
【文章來(lái)源】:電子設(shè)計(jì)工程. 2020,28(22)
【文章頁(yè)數(shù)】:5 頁(yè)
【部分圖文】:
操作系統(tǒng)軟件架構(gòu)
根據(jù)任務(wù)加載順序的不同,記錄任務(wù)編號(hào);計(jì)算機(jī)節(jié)點(diǎn)編號(hào)為0或1;主備份屬性包括主任務(wù)與備份任務(wù);分區(qū)安全等級(jí)包括TS、S、C、U與ML。當(dāng)客戶(hù)端加載新任務(wù)時(shí),任務(wù)安全域信息通過(guò)UDP網(wǎng)絡(luò)發(fā)送至安全域服務(wù)器。安全域服務(wù)器接收到任務(wù)信息后,定位任務(wù)的安全等級(jí)確定儲(chǔ)存的安全。安全域同步軟件操作流程,如圖2所示。客戶(hù)端故障監(jiān)測(cè)模塊實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)任務(wù)狀態(tài),通過(guò)掃描任務(wù)屬性PROCESS_STATE判斷任務(wù)的異常狀況。任務(wù)正常時(shí),故障標(biāo)識(shí)為1;否則,為0。在發(fā)送任務(wù)狀態(tài)信息時(shí),也將任務(wù)運(yùn)行狀態(tài)發(fā)送至安全域服務(wù)器。同時(shí)在休眠時(shí)間內(nèi),若安全域服務(wù)器未收到客戶(hù)端任務(wù)狀態(tài)信息,則任務(wù)狀態(tài)被認(rèn)定為異常。任務(wù)狀態(tài)信息的分類(lèi),如表2所示。
參與安全域更新的模塊包括:客戶(hù)端與安全域服務(wù)器的故障檢測(cè)模塊、客戶(hù)端功能重構(gòu)模塊及UDP通信模塊[15]。故障通信模塊對(duì)任務(wù)運(yùn)行進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè),在任務(wù)信息中添加任務(wù)狀態(tài),打包任務(wù)狀態(tài)信息,通過(guò)UDP網(wǎng)絡(luò)傳輸至安全域服務(wù)器。安全域更新算法,如圖3所示。2.2 故障監(jiān)測(cè)模塊
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]基于MILS架構(gòu)的嵌入式操作系統(tǒng)多級(jí)安全域動(dòng)態(tài)管理技術(shù)[J]. 高沙沙,王中華. 計(jì)算機(jī)科學(xué). 2019(S2)
[2]基于嵌入式系統(tǒng)任務(wù)調(diào)度算法的研究[J]. 鄒圣雷. 電子設(shè)計(jì)工程. 2019(07)
[3]基于SysML的嵌入式軟件系統(tǒng)建模與驗(yàn)證方法研究[J]. 仵林博,陳小紅,彭艷紅,聶長(zhǎng)海. 計(jì)算機(jī)工程. 2019(01)
[4]物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下嵌入式操作系統(tǒng)的安全性設(shè)計(jì)[J]. 楊朋霖,陶利民,王海濤. 微電子學(xué)與計(jì)算機(jī). 2018(11)
[5]高效的集合安全多方計(jì)算協(xié)議及應(yīng)用[J]. 竇家維,劉旭紅,周素芳,李順東. 計(jì)算機(jī)學(xué)報(bào). 2018(08)
[6]一種基于共享RAM的嵌入式多處理器通信方案[J]. 聶同攀,譚特,周密. 通信技術(shù). 2018(01)
[7]多端口自適應(yīng)UDP通信協(xié)議的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J]. 張新,饒若楠,郭寧,張文兵. 計(jì)算機(jī)工程與設(shè)計(jì). 2017(04)
[8]基于P2020的嵌入式計(jì)算機(jī)最小系統(tǒng)開(kāi)發(fā)[J]. 何斌,鐘洋. 電子科技. 2017(03)
[9]數(shù)字隨動(dòng)系統(tǒng)中嵌入式微控制器的設(shè)計(jì)[J]. 趙文龍,熊克勤,黃雅娜. 南昌航空大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2014(02)
博士論文
[1]智能終端應(yīng)用軟件安全分析的若干關(guān)鍵問(wèn)題研究[D]. 馮鵬斌.西安電子科技大學(xué) 2019
[2]嵌入式系統(tǒng)可信計(jì)算的硬件安全機(jī)制研究[D]. 周驊.貴州大學(xué) 2015
碩士論文
[1]無(wú)線(xiàn)MIMO通信系統(tǒng)中混合空時(shí)編碼的預(yù)編碼技術(shù)研究[D]. 尚應(yīng)博.鄭州大學(xué) 2019
[2]微電網(wǎng)動(dòng)態(tài)調(diào)度多目標(biāo)優(yōu)化管理研究[D]. 王遐龍.江蘇科技大學(xué) 2018
[3]微內(nèi)核操作系統(tǒng)安全性的形式化研究[D]. 徐錫健.杭州電子科技大學(xué) 2018
[4]云計(jì)算環(huán)境下基于SDN的安全域體系構(gòu)建[D]. 張文祺.蘭州大學(xué) 2017
[5]DNS域名安全實(shí)時(shí)檢測(cè)的研究[D]. 鄧詩(shī)釗.電子科技大學(xué) 2015
本文編號(hào):3370935
【文章來(lái)源】:電子設(shè)計(jì)工程. 2020,28(22)
【文章頁(yè)數(shù)】:5 頁(yè)
【部分圖文】:
操作系統(tǒng)軟件架構(gòu)
根據(jù)任務(wù)加載順序的不同,記錄任務(wù)編號(hào);計(jì)算機(jī)節(jié)點(diǎn)編號(hào)為0或1;主備份屬性包括主任務(wù)與備份任務(wù);分區(qū)安全等級(jí)包括TS、S、C、U與ML。當(dāng)客戶(hù)端加載新任務(wù)時(shí),任務(wù)安全域信息通過(guò)UDP網(wǎng)絡(luò)發(fā)送至安全域服務(wù)器。安全域服務(wù)器接收到任務(wù)信息后,定位任務(wù)的安全等級(jí)確定儲(chǔ)存的安全。安全域同步軟件操作流程,如圖2所示。客戶(hù)端故障監(jiān)測(cè)模塊實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)任務(wù)狀態(tài),通過(guò)掃描任務(wù)屬性PROCESS_STATE判斷任務(wù)的異常狀況。任務(wù)正常時(shí),故障標(biāo)識(shí)為1;否則,為0。在發(fā)送任務(wù)狀態(tài)信息時(shí),也將任務(wù)運(yùn)行狀態(tài)發(fā)送至安全域服務(wù)器。同時(shí)在休眠時(shí)間內(nèi),若安全域服務(wù)器未收到客戶(hù)端任務(wù)狀態(tài)信息,則任務(wù)狀態(tài)被認(rèn)定為異常。任務(wù)狀態(tài)信息的分類(lèi),如表2所示。
參與安全域更新的模塊包括:客戶(hù)端與安全域服務(wù)器的故障檢測(cè)模塊、客戶(hù)端功能重構(gòu)模塊及UDP通信模塊[15]。故障通信模塊對(duì)任務(wù)運(yùn)行進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè),在任務(wù)信息中添加任務(wù)狀態(tài),打包任務(wù)狀態(tài)信息,通過(guò)UDP網(wǎng)絡(luò)傳輸至安全域服務(wù)器。安全域更新算法,如圖3所示。2.2 故障監(jiān)測(cè)模塊
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]基于MILS架構(gòu)的嵌入式操作系統(tǒng)多級(jí)安全域動(dòng)態(tài)管理技術(shù)[J]. 高沙沙,王中華. 計(jì)算機(jī)科學(xué). 2019(S2)
[2]基于嵌入式系統(tǒng)任務(wù)調(diào)度算法的研究[J]. 鄒圣雷. 電子設(shè)計(jì)工程. 2019(07)
[3]基于SysML的嵌入式軟件系統(tǒng)建模與驗(yàn)證方法研究[J]. 仵林博,陳小紅,彭艷紅,聶長(zhǎng)海. 計(jì)算機(jī)工程. 2019(01)
[4]物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下嵌入式操作系統(tǒng)的安全性設(shè)計(jì)[J]. 楊朋霖,陶利民,王海濤. 微電子學(xué)與計(jì)算機(jī). 2018(11)
[5]高效的集合安全多方計(jì)算協(xié)議及應(yīng)用[J]. 竇家維,劉旭紅,周素芳,李順東. 計(jì)算機(jī)學(xué)報(bào). 2018(08)
[6]一種基于共享RAM的嵌入式多處理器通信方案[J]. 聶同攀,譚特,周密. 通信技術(shù). 2018(01)
[7]多端口自適應(yīng)UDP通信協(xié)議的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J]. 張新,饒若楠,郭寧,張文兵. 計(jì)算機(jī)工程與設(shè)計(jì). 2017(04)
[8]基于P2020的嵌入式計(jì)算機(jī)最小系統(tǒng)開(kāi)發(fā)[J]. 何斌,鐘洋. 電子科技. 2017(03)
[9]數(shù)字隨動(dòng)系統(tǒng)中嵌入式微控制器的設(shè)計(jì)[J]. 趙文龍,熊克勤,黃雅娜. 南昌航空大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2014(02)
博士論文
[1]智能終端應(yīng)用軟件安全分析的若干關(guān)鍵問(wèn)題研究[D]. 馮鵬斌.西安電子科技大學(xué) 2019
[2]嵌入式系統(tǒng)可信計(jì)算的硬件安全機(jī)制研究[D]. 周驊.貴州大學(xué) 2015
碩士論文
[1]無(wú)線(xiàn)MIMO通信系統(tǒng)中混合空時(shí)編碼的預(yù)編碼技術(shù)研究[D]. 尚應(yīng)博.鄭州大學(xué) 2019
[2]微電網(wǎng)動(dòng)態(tài)調(diào)度多目標(biāo)優(yōu)化管理研究[D]. 王遐龍.江蘇科技大學(xué) 2018
[3]微內(nèi)核操作系統(tǒng)安全性的形式化研究[D]. 徐錫健.杭州電子科技大學(xué) 2018
[4]云計(jì)算環(huán)境下基于SDN的安全域體系構(gòu)建[D]. 張文祺.蘭州大學(xué) 2017
[5]DNS域名安全實(shí)時(shí)檢測(cè)的研究[D]. 鄧詩(shī)釗.電子科技大學(xué) 2015
本文編號(hào):3370935
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