操作系統(tǒng)是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的底層軟件,進(jìn)程是操作系統(tǒng)對程序進(jìn)行資源分配與調(diào)度的基本單位,操作系統(tǒng)中涉及進(jìn)程控制與管理的部分被稱為進(jìn)程子系統(tǒng)。進(jìn)程子系統(tǒng)的性能直接決定計(jì)算機(jī)的整體性能,進(jìn)程子系統(tǒng)的優(yōu)化與開發(fā)一直是操作系統(tǒng)領(lǐng)域的研究重點(diǎn)之一。本文對嵌入式低功耗技術(shù)、嵌入式抗干擾技術(shù)、Linux調(diào)度算法進(jìn)行了綜合論述,在進(jìn)程子系統(tǒng)的基礎(chǔ)下,使用Stm32f103zet6開發(fā)板與Ubuntu桌面系統(tǒng),在Windows桌面系統(tǒng)下進(jìn)行研究與設(shè)計(jì),編寫了Eureka II嵌入式操作系統(tǒng)內(nèi)核,并優(yōu)化了Linux-3.5.0內(nèi)核。以設(shè)計(jì)嵌入式操作系統(tǒng)動(dòng)態(tài)電源管理功能為目標(biāo),詳細(xì)分析了嵌入式硬件的功耗構(gòu)成,以硬件時(shí)鐘、調(diào)度器為依托,設(shè)計(jì)了一種輕量級(jí)DPM功能,可控制進(jìn)程調(diào)度時(shí)的硬件時(shí)鐘。在Eureka II內(nèi)核中完成了此功能的開發(fā),并對該內(nèi)核進(jìn)行了性能測試,確認(rèn)實(shí)現(xiàn)了降低硬件功耗的功能。以設(shè)計(jì)嵌入式操作系統(tǒng)熱重啟機(jī)制為目標(biāo),詳細(xì)分析了內(nèi)存構(gòu)成,以內(nèi)核線程為依托,設(shè)計(jì)了一種數(shù)據(jù)備份機(jī)制,使系統(tǒng)定期備份數(shù)據(jù),可在硬件跑飛后寫入數(shù)據(jù)從而完成數(shù)據(jù)恢復(fù)的功能。在Eureka II內(nèi)核中完成了此機(jī)制的開發(fā),并對該功能進(jìn)行了... 

【文章來源】：哈爾濱理工大學(xué)黑龍江省

【文章頁數(shù)】：55 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 課題研究的背景與意義
        1.1.1 研究背景
        1.1.2 研究意義
    1.2 嵌入式系統(tǒng)低功耗技術(shù)研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢
        1.2.1 技術(shù)概述
        1.2.2 研究現(xiàn)狀
        1.2.3 發(fā)展趨勢
    1.3 嵌入式系統(tǒng)抗干擾技術(shù)研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢
        1.3.1 技術(shù)概述
        1.3.2 技術(shù)現(xiàn)狀
        1.3.3 發(fā)展趨勢
    1.4 CFS調(diào)度算法的研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢
        1.4.1 算法概述
        1.4.2 算法現(xiàn)狀
        1.4.3 發(fā)展趨勢
    1.5 課題來源與論文結(jié)構(gòu)
        1.5.1 課題來源
        1.5.2 論文結(jié)構(gòu)
第2章 進(jìn)程子系統(tǒng)基礎(chǔ)
    2.1 計(jì)算機(jī)進(jìn)程
        2.1.1 描述符與調(diào)度
        2.1.2 兩種類型的進(jìn)程
        2.1.3 調(diào)度器
    2.2 CFS調(diào)度算法
        2.2.1 CFS的概念
        2.2.2 CFS的代碼實(shí)現(xiàn)
    2.3 CFS調(diào)度算法的進(jìn)程切換
        2.3.1 理想時(shí)間
        2.3.2 調(diào)度延遲
        2.3.3 調(diào)度頻率
    2.4 本章小結(jié)
第3章 嵌入式操作系統(tǒng)DPM功能的設(shè)計(jì)
    3.1 硬件供能
    3.2 DPM功能的設(shè)計(jì)
        3.2.1 運(yùn)行流程
        3.2.2 默認(rèn)時(shí)鐘配置表
        3.2.3 用戶時(shí)鐘配置表
        3.2.4 切換時(shí)鐘配置表
    3.3 DPM功能的實(shí)現(xiàn)
        3.3.1 軟硬件環(huán)境
        3.3.2 核心代碼
        3.3.3 燒錄與仿真
    3.4 性能分析
        3.4.1 理論性能
        3.4.2 實(shí)際性能
        3.4.3 適用場景
    3.5 本章小結(jié)
第4章 嵌入式操作系統(tǒng)熱重啟機(jī)制的設(shè)計(jì)
    4.1 內(nèi)存基礎(chǔ)
    4.2 熱重啟機(jī)制的設(shè)計(jì)
        4.2.1 運(yùn)行流程
        4.2.2 數(shù)據(jù)備份
        4.2.3 重啟判斷
        4.2.4 數(shù)據(jù)寫入
        4.2.5 重啟調(diào)度器
    4.3 熱重啟機(jī)制的實(shí)現(xiàn)
        4.3.1 軟硬件環(huán)境
        4.3.2 核心代碼
    4.4 熱重啟機(jī)制的測試
        4.4.1 觸發(fā)硬件重啟
        4.4.2 數(shù)據(jù)區(qū)的備份與寫入
        4.4.3 進(jìn)程棧的備份與寫入
        4.4.4 調(diào)度狀態(tài)的恢復(fù)
    4.5 性能分析
        4.5.1 實(shí)際性能
        4.5.2 改進(jìn)方向
    4.6 本章小結(jié)
第5章 多處理器架構(gòu)調(diào)度延遲的優(yōu)化
    5.1 進(jìn)程調(diào)度的性能
        5.1.1 調(diào)度器的效率損失
        5.1.2 處理器消耗型進(jìn)程的效率損失
    5.2 調(diào)度延遲優(yōu)化的設(shè)計(jì)
        5.2.1 增加執(zhí)行效率
        5.2.2 增大調(diào)度延遲
        5.2.3 差異化的CFS
    5.3 調(diào)度延遲優(yōu)化的實(shí)現(xiàn)
        5.3.1 內(nèi)核版本
        5.3.2 文件修改
        5.3.3 核心代碼
        5.3.4 主機(jī)性能
        5.3.5 編譯與安裝
    5.4 性能分析
        5.4.1 分析方法與工具
        5.4.2 數(shù)據(jù)選用
        5.4.3 調(diào)度性能分析
        5.4.4 計(jì)算性能分析
        5.4.5 改進(jìn)方向
    5.5 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間所發(fā)表的成果
致謝



本文編號(hào)：3040731