本文關(guān)鍵詞：基于FPGA的硬件實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

  更多相關(guān)文章： 任務(wù)管理 事件 μCOS-II FPGA HRTOS

【摘要】：隨著以云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)為代表的新一代信息技術(shù)的發(fā)展,“互聯(lián)網(wǎng)+”的概念已經(jīng)深入人心。尤其是物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展,更是滲透到社會(huì)進(jìn)步的各個(gè)層面:從關(guān)系國(guó)防力量的航空航天軍事,到普通百姓日常生活中的智能化家用電器,無(wú)不充斥著物聯(lián)網(wǎng)的身影。物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展正朝著微型化,智能化,高性能,高可靠性的方向發(fā)展。高效可靠的實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)是物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展的基礎(chǔ)。普通的實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)一般是由軟件來(lái)實(shí)現(xiàn),經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展,軟件實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)已經(jīng)日益完善,并已經(jīng)應(yīng)用到社會(huì)的各個(gè)領(lǐng)域。但是,隨著需求的不斷提升,純軟件的實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)的弊端也日益明顯:(1)在處理大量并發(fā)性事件的時(shí)候,處理速度較慢,不能滿足人們的需求。(2)軟件程序編程算法的優(yōu)化已經(jīng)達(dá)到了一定的高度,短時(shí)間內(nèi)突破當(dāng)前算法大幅度提升實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)效率的難度較大。(3)長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行的操作系統(tǒng)會(huì)出現(xiàn)死鎖現(xiàn)象,導(dǎo)致系統(tǒng)崩潰。鑒于上述原因,再加上近年來(lái)不斷崛起的可編程邏輯器件的發(fā)展,越來(lái)越多的研究者把目光轉(zhuǎn)向了硬件實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)。本文在對(duì)μC/OS-II實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)進(jìn)行深入研究的的基礎(chǔ)上,對(duì)μC/OS-II系統(tǒng)中任務(wù)調(diào)度,互斥信號(hào)量,信號(hào)量,消息郵箱,消息隊(duì)列,信號(hào)量集等功能進(jìn)行抽象與分解,將其中比較耗時(shí)的操作用可編程邏輯器件FPGA來(lái)實(shí)現(xiàn)。在保證可移植性的基礎(chǔ)上,通過(guò)軟件內(nèi)核和硬件電路相結(jié)合的方式保證系統(tǒng)正常運(yùn)行,為打造一個(gè)硬件化程度更高的實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)進(jìn)行探索。通過(guò)對(duì)μC/OS-II實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)軟件內(nèi)核的改寫,將抽象出來(lái)的功能通過(guò)基于Verilog HDL語(yǔ)言編寫的硬件邏輯電路來(lái)實(shí)現(xiàn),并在臺(tái)灣友晶公司的開發(fā)板DE2-70上運(yùn)行了測(cè)試程序,這是今后進(jìn)行硬件實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)的研發(fā)的初步探索。
【學(xué)位授予單位】：青島大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TP316.2

【相似文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 葉以民,趙會(huì)斌,耿增強(qiáng),李小群,鄭良辰,羅從難;嵌入式系統(tǒng)中的實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)[J];測(cè)控技術(shù);2000年04期

2 劉勁松,蘆康俊,聞思源;嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)的現(xiàn)狀及發(fā)展[J];現(xiàn)代計(jì)算機(jī);2000年02期

3 岳儉,嚴(yán)霄鳳;實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)的特點(diǎn)及其應(yīng)用[J];信息工程大學(xué)學(xué)報(bào);2000年04期

4 ;實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)中的重要概念[J];半導(dǎo)體技術(shù);2001年01期

5 ;實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)的工作特性[J];半導(dǎo)體技術(shù);2001年01期

6 武強(qiáng);選擇嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)應(yīng)注意的幾個(gè)問(wèn)題[J];航空計(jì)算技術(shù);2002年03期

7 Jon Titus;;把握開放的實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)[J];電子產(chǎn)品世界;2006年04期

8 吳巍;李相平;段魯生;李輝;;實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)在主被動(dòng)數(shù)字化導(dǎo)引頭中的應(yīng)用[J];計(jì)算機(jī)測(cè)量與控制;2006年09期

9 Hank Hogan;江旭強(qiáng);;嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)最新進(jìn)展[J];軟件;2007年07期

10 銀強(qiáng);;對(duì)計(jì)算機(jī)嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)的研究及分析[J];價(jià)值工程;2010年36期

中國(guó)重要會(huì)議論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 王方勇;朱維濤;徐禮春;;基于嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)的硅片傳輸系統(tǒng)設(shè)計(jì)[A];第三屆全國(guó)信息獲取與處理學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2005年

2 周偉;;基于可預(yù)測(cè)性的實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)安全性技術(shù)研究[A];提高全民科學(xué)素質(zhì)、建設(shè)創(chuàng)新型國(guó)家——2006中國(guó)科協(xié)年會(huì)論文集（下冊(cè)）[C];2006年

3 楊磊;何樂(lè)生;;基于實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)的心電分析系統(tǒng)軟件實(shí)現(xiàn)[A];2009中國(guó)儀器儀表與測(cè)控技術(shù)大會(huì)論文集[C];2009年

4 張波;周純杰;;μC/OS-Ⅱ在C8051F040上的移植和應(yīng)用[A];04'中國(guó)企業(yè)自動(dòng)化和信息化建設(shè)論壇暨中南六省區(qū)自動(dòng)化學(xué)會(huì)學(xué)術(shù)年會(huì)專輯[C];2004年

5 張仁斌;代海飛;李鋼;;嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)μCOS-Ⅱ的移植[A];2008’“先進(jìn)集成技術(shù)”院士論壇暨第二屆儀表、自動(dòng)化與先進(jìn)集成技術(shù)大會(huì)論文集[C];2008年

6 岳春漪;程耕國(guó);;μC/OS-Ⅱ在S3C44B0X上的移植[A];中國(guó)計(jì)量協(xié)會(huì)冶金分會(huì)2009年年會(huì)論文集[C];2009年

7 鄒斌;張育平;;基于構(gòu)件技術(shù)的嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)的定制研究[A];第七屆中國(guó)通信學(xué)會(huì)學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2010年

8 吳訊;王峰俊;馬媛;董勤鵬;;實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)實(shí)時(shí)性能測(cè)試技術(shù)研究[A];全國(guó)第22屆計(jì)算機(jī)技術(shù)與應(yīng)用學(xué)術(shù)會(huì)議(CACIS·2011)暨全國(guó)第3屆安全關(guān)鍵技術(shù)與應(yīng)用（SCA·2011）學(xué)術(shù)會(huì)議論文摘要集[C];2011年

9 邵貝貝;;實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)μC/OS-Ⅱ及其新進(jìn)展[A];第11屆全國(guó)計(jì)算機(jī)在現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域應(yīng)用學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2003年

10 喬磊;趙瑋;孫越;華更新;楊樺;;深空探測(cè)空間飛行器嵌入式操作系統(tǒng)研究與設(shè)計(jì)[A];中國(guó)宇航學(xué)會(huì)深空探測(cè)技術(shù)專業(yè)委員會(huì)第六屆學(xué)術(shù)年會(huì)暨863計(jì)劃“深空探測(cè)與空間實(shí)驗(yàn)技術(shù)”重大項(xiàng)目學(xué)術(shù)研討會(huì)論文集[C];2009年

中國(guó)重要報(bào)紙全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 ;漫談嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)與測(cè)試[N];中國(guó)計(jì)算機(jī)報(bào);2001年

2 王楠;微軟擴(kuò)展WindowsEmbedded“軟件加服務(wù)”平臺(tái)[N];中國(guó)商報(bào);2009年

3 電子科技大學(xué) 王yN磊;Keil C51集成的嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)RTX51[N];電子報(bào);2004年

4 ;DeltaOS自主成熟[N];中國(guó)計(jì)算機(jī)報(bào);2001年

5 廣東省電信科學(xué)技術(shù)研究院多媒體部 盧燕青 張宇飛;實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)任務(wù)間通信的設(shè)計(jì)與分析[N];中國(guó)計(jì)算機(jī)報(bào);2000年

6 廣東省電信科學(xué)技術(shù)研究院多媒體部 張濤;嵌入式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)技術(shù)[N];中國(guó)計(jì)算機(jī)報(bào);2000年

7 ;嵌入式Linux正在起飛[N];網(wǎng)絡(luò)世界;2004年

8 高嵐;洋為中用[N];中國(guó)計(jì)算機(jī)報(bào);2003年

9 ;上廣電應(yīng)確信 SVA U-Trust SF120防火墻[N];計(jì)算機(jī)世界;2003年

10 ;Sun公司宣布推出Netra AX1105-500[N];中國(guó)高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)導(dǎo)報(bào);2001年

中國(guó)博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前7條

1 成杏梅;基于媒體芯片的實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)研究[D];浙江大學(xué);2008年

2 邱衛(wèi)東;實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)協(xié)同設(shè)計(jì)中的若干問(wèn)題研究[D];復(fù)旦大學(xué);2005年

3 史建琦;面向目標(biāo)代碼的實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)形式化驗(yàn)證方法研究[D];華東師范大學(xué);2012年

4 任慰;以實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)為中心的嵌入式系統(tǒng)平臺(tái)化設(shè)計(jì)研究[D];華中科技大學(xué);2013年

5 陳晗斐;實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)的若干關(guān)鍵問(wèn)題研究[D];浙江大學(xué);2004年

6 高豐;基于SOC的實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)的研究[D];浙江大學(xué);2002年

7 趙慧斌;RFRTOS——基于Linux的QoS實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)[D];中國(guó)科學(xué)院研究生院（軟件研究所）;2003年

中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 丁宇心;基于ATMEL SAM4S16處理器的嵌入式實(shí)踐平臺(tái)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D];大連理工大學(xué);2015年

2 張國(guó)輝;汽車電子實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)可靠機(jī)制研究與應(yīng)用[D];電子科技大學(xué);2014年

3 隋宇暉;實(shí)時(shí)嵌入式操作系統(tǒng)中時(shí)間管理的硬件化設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D];青島大學(xué);2015年

4 曹雷力;一種基于實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)MQX的智能定位手表設(shè)計(jì)[D];西安電子科技大學(xué);2014年

5 李放;智能化UPS的軟件設(shè)計(jì)及串口通信實(shí)現(xiàn)[D];合肥工業(yè)大學(xué);2014年

6 朱迪;FreeRTOS實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)任務(wù)調(diào)度優(yōu)化的研究與實(shí)現(xiàn)[D];南京郵電大學(xué);2015年

7 高承;基于FPGA的硬件實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D];青島大學(xué);2016年

8 盧瀟;嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)研究[D];電子科技大學(xué);2008年

9 吳志;嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)研究[D];重慶大學(xué);2008年

10 李健;高可靠嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)的研究與實(shí)現(xiàn)[D];上海交通大學(xué);2008年

，

本文編號(hào)：1273931