倪礼君[1]2007年在《嵌入式平台上实时性Linux的裁减与实现》文中认为随着时代的发展,拥有自己独立操作系统的嵌入式系统在当今各个行业得到广泛应用。因此,嵌入式操作系统受到越来越多的高校、研究机构和软件行业关注,已经逐步成为最热门最有前途的IT应用领域之一。作为嵌入式系统的最常用操作系统,嵌入式Linux系统及其内核研究对于整个操作系统性能的提升有着重要的影响。本课题的研究目的是在以S3C2410(ARM920T)微处理器为核心的硬件平台上,构建一个完全定制、体积尽可能小的具有一定实时性的嵌入式Linux软件开发平台。随着Linux操作本身的发展,相比较于2.4版本的内核,2.6版本的内核不管在内核可抢占式、调度算法还是用户空间互斥方面等性能都有了非常显着的改进,这些改进极大地的改善了作为分时系统的Linux操作系统本身的实时性,也给我们在嵌入式平台上利用开源的Linux系统构建具有一定实时性优化的操作系统提供了可能。由于嵌入式系统本身在系统资源方面的匮乏,操作系统本身作为系统后台服务程序应该更简化,占用更少的空间。因此我们需要对系统内核的裁减给予更多的关注。本课题将采用CLFS技术对系统内核以及工具链等进行有效的裁减,以此提升整个操作系统在应用方面的价值。为了使最终得到的目标系统在系统体积、实时性方面比现有系统有所改善,本论文主要做了以下几个方面的工作:1.突破性的地针对ARM9开发板,通过CLFS技术构建交叉编译工具链以及目标系统。不但对于目标系统同时对于构建目标系统的工具链都采用完全定制,严格控制编译过程,保证没有任何多余的工具或软件包被编译进内核,保证系统体积小于目前比较常用的通用Linux版本。2.通过对内核中系统时钟参数的设置,细化系统时钟粒度,在一定程度上保证了实时性的提升。同时优化了schedule()函数,提升了本课题目标系统的调度算法。3. MiniLinux的概念提出,完整介绍如何构建一个体积较小的嵌入式Linux操作系统。
危华进[2]2008年在《基于嵌入式Linux车载信息显示系统的研究与设计》文中研究指明车载信息显示系统是司机与机车进行交流的重要设备,为司机操作以及机车的安全运行提供了可靠的保障。因此无论从理论方法还是技术实现上开展车载信息显示系统的研究与开发工作都具有重要意义。针对车载信息显示系统的功能需求,作者提出利用RTAI来改善嵌入式Linux系统的实时性能,利用MiniGUI图形界面系统来设计车载信息显示系统的界面,然后将它们结合完成基于嵌入式Linux的车载信息显示系统的设计。本文选择SX-340型PC/104作为车载信息显示系统的硬件平台。在此基础上,构建了适合车载信息显示系统的嵌入式Linux操作系统,包括嵌入式Linux的内核模块分析、内核的裁剪策略分析、根文件系统的构建和引导程序的设计等工作。然后分析了Linux的实时性不足的原因,并比较了Linux实时化的两种方案:第一种是直接修改Linux内核,如KURT,另外一种是双内核思想,即在Linux内核上在增加一个专门的实时内核,如RTAI、RTLinux。在本文中选择利用开源RTAI技术实现嵌入式Linux的实时性能,并对修改后的实时内核进行实时性能测试,确认实时内核能够满足车载信息显示系统的实时性要求,并在此基础上完成车载信息显示系统实时任务的设计。虽然基于Linux的台式机上有着完善的图形用户界面,但由于其程序庞大、臃肿、资源占用太大不能用于车载信息显示系统,作者利用我国自主开发的自由软件MiniGUI设计完成了车载信息显示系统的图形用户界面。最后将MiniGUI库文件和应用程序移植到嵌入式Linux系统中完成车载信息显示系统的设计。
韩金燕[3]2007年在《实时Linux操作系统的分析与实现》文中进行了进一步梳理随着以计算机技术、通讯技术、消费电子技术为主的IT产业的快速发展，嵌入式实时系统得到了越来越广泛的应用。在包括科学研究、工程设计、军事技术、商业娱乐及人们日常生活的各个领域中，嵌入式实时操作系统的需求也越来越大。嵌入式实时操作系统是嵌入式应用软件的开发基础和平台，它的设计针对各种硬件资源，为应用软件的开发人员提供了统一的用户接口，大大简化了应用软件的开发难度和代码管理的难度。与传统的操作系统不同的是，嵌入式实时操作系统要求具有更好的实时性能，能对外部事件做出准确、实时的响应。Linux操作系统的源代码开放、内核模块化设计及内核的高度可裁减性使其在嵌入式实时操作系统研究领域备受重视。但其面向通用多任务分时系统的设计思想限制了Linux在实时运算中的应用，必须进行有效的实时扩展，以符合嵌入式系统对操作系统实时性能的要求。本论文详细论述了作者在硕士学位论文工作期间在基于Linux的嵌入式实时操作系统研究工作领域里所做的研究和实践，主要围绕着论证、使用Linux构建符合嵌入式实时操作系统条件的要求展开讨论。第一，对嵌入式系统概念、Linux应用于嵌入式系统的优势、实时系统和嵌入式实时操作系统概念做出表述，并且对嵌入式实时操作系统的性能指标及组成等进行详细的说明。第二以此为理论依据，说明Linux在实时性方面的种种缺陷及分析、比较现有的一些改造策略，并详细说明采用强实时方案的原因。第叁根据所确定的方案以Linux 2．4．20为基础、以rtlinux-3．2-pre3为补丁一步步安装、构建一个实时Linux环境，并设计程序测试该系统的实时性能，测试结果表明该系统基本满足实时要求。第四裁减该系统并把它放在32MU盘上。第五，针对现有的工作，指明了以后尚需进一步完善的工作并对进一步开发完整的、具有市场竞争力的产品提出展望。
黄振华[4]2008年在《基于H.264的嵌入式实时视频采集与传输系统的设计与实现》文中指出随着通信和多媒体技术的飞速发展,高质量的视频传输已逐步取代传统的语音和文字信息成为数字通信网络的主要拓展业务之一;微电子技术和嵌入式操作系统的不断发展,为数字网络通信中的多媒体化视频终端创造了有利条件,嵌入式技术与网络、通信和多媒体技术的相互融合将成为数字视频通信领域的发展趋势。由于嵌入式数字通信系统的传输带宽有限,以往的视频压缩编码技术非常不利于实时传输高质量的现场视频。为了以尽可能低的带宽传输高质量的视频图像,ITU-T视频编码专家组(VCEG)和ISO╱IEC活动图像专家组(MPEG)组成的联合视频专家组(JVT)颁布了新一代的视频压缩编码标准H.264/AVC。H.264标准引入了一系列先进的视频压缩编码关键技术来有效地提升编码效率,但同时也加大了编码计算的复杂度,成为H.264在嵌入式视频应用中的主要制约因素。因此,对在嵌入式设备上高效地实现大运算量、高复杂度的H.264视频压缩编码的研究极具挑战性。目前,基于嵌入式的H.264实时视频通信系统解决方案仍处于探索阶段。本文旨在利用H.264视频压缩编码标准在嵌入式平台上进行实时视频通信系统终端的研究开发。论文中采用基于PXA270微处理器的Liod开发平台,将嵌入式Linux技术与H.264视频通信技术相结合,提供了一个基于嵌入式视频服务器的H.264实时视频采集与网络传输系统的方案模型,对实际嵌入式视频通信系统的设计开发,具有借鉴意义和实用价值。论文的主要工作和创新点表现在以下几个方面:1.深入研究了嵌入式Linux开发技术,建立了基于Liod开发板的嵌入式Linux开发平台,包括交叉编译环境的搭建、Bootloader设计、Linux 2.6.22.6内核移植、设备驱动开发以及基于Busybox的根文件系统的构建。2.研究了基于Video4Linux的实时视频采集技术,包括USB摄像头驱动程序设计和实时视频采集应用程序设计。3.提出了面向应用的嵌入式实时视频H.264压缩编码方案,并研究了基于嵌入式处理器体系架构的多媒体程序优化方法,对x264开源编码器进行了编译级和代码级优化,达到了实时应用要求。4.研究了基于IP网络的H.264视频传输技术,设计了视频通信终端的Server/Client服务程序,实现了基于VLC的嵌入式实时视频采集与传输系统模型。
仲明杰[5]2006年在《嵌入式Linux实时性问题研究及系统构建》文中进行了进一步梳理作为开源技术的代表,Linux用作嵌入式操作系统从一开始就具有强大的生命力,功能稳定的内核、强大的网络支持能力以及随处可得的免费应用软件跟嵌入式操作系统最新的发展要求相吻合。与嵌入式技术的成功融合,使Linux本身获得新的发展动力。但Linux在最初是作为一个分时系统设计的,设计的目标是力争最优的平均性能,这个目标通常与实时系统的低延迟和高可预言的要求相悖,因此Linux通常需要做一定的改造,才能更好的应用于嵌入式系统。 本文的工作就是围绕这些改造进行的,通过对Linux本身实时机制的分析,指出了其存在的缺陷,在此基础上,设计实现了一种新的实时化技术:中断线程化。中断线程化的设计思想就是通过专门的中断服务进程处理中断,实时任务与中断服务进程将在同一个层级根据优先级的高低统一调度,避免了中断对实时任务的干扰。此外,设计了专门的系统引导程序,成功地构建最小的嵌入式Linux系统。
罗嵩[6]2007年在《基于嵌入式Linux的珩磨机控制器的研究与开发》文中研究指明嵌入式系统是以应用为中心、以计算机技术为基础、软件硬件可裁剪、适应应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗严格要求的专用计算机系统。随着计算机技术和网络通信技术的发展，嵌入式系统进入了一个新的历史发展阶段。目前广泛应用于工业控制、信息家电、娱乐设施、航空、军事等领域，具有很好的市场前景。而Linux以其开源的特性、低廉的价格和强大的功能等诸多优势脱颖而出，成为嵌入式领域研究和开发的热点。论文的主要目标是研究和开发基于嵌入式实时Linux和ARM处理器的珩磨机控制器，并着重研究了嵌入式实时平台的构建，为嵌入式系统开发提供一个完整的软硬件环境。论文主要完成了如下几个方面的工作：(1)介绍了嵌入式系统的背景和理论。在此基础上，提出嵌入式开发平台的课题，阐述该课题的意义；(2)介绍本系统使用的软硬件平台，实现嵌入式Linux在S3C2410平台上的完整移植，包括工具链的编译，bootloader、内核、根文件系统和GUI的移植，并编写了ADC驱动程序；(3)对Linux的实时性进行了研究，在此基础上移植RTAI到S3C2410的平台上，使系统具备硬实时性；(4)开发了珩磨机控制器原理样机系统，包括系统的总体设计，软硬件设计，并进行了部分的程序开发工作；以上这些工作证明了将嵌入式软硬件技术应用到控制器设计中，具有一定的可行性和应用价值。
向细波[7]2007年在《基于嵌入式Linux和GPRS的无线远程监控系统研究与应用》文中指出无线远程监控系统是在传统测控系统的基础上结合当前无线通信技术和信息处理技术而发展起来的新型远程监控系统。它为人们远程监控现场提供了极大的方便。GPRS业务的出现为无线监控系统提供了一种全新的无线数据传输方式。它改变过去采用的无线传输方式传输距离近、数据传送量小或者实时性差的缺点，可以提供跨地域、高速、大容量、高实时性的数据传输业务。通用无线分组业务GPRS是General Packet Radio Service的英文缩写，是在目前现有的GSM数字移动通信系统上发展起来的一项新型的数据承载业务。它将移动通信技术和IP技术有机结合，组成了移动IP网络，可与高速发展的固定IP网实现无缝连接，为移动用户以分组交换的形式提供数据、语音、图像等多媒体业务。随着计算机技术逐步渗入到各类电子产品中，嵌入式系统成为继计算机网络技术之后，IT领域又一个新的技术热点和发展方向。但同时大量的嵌入式应用也对嵌入式设备的性能提出了更高的要求。ARM公司的32位RISC处理器，以其高速度、低功耗、低成本、功能强等诸多优异性能，应用越来越广泛。μCLinux操作系统是从Linux衍生出来的一种操作系统，它是专为无MMU的微控制器开发的嵌入式Linux操作系统。它支持众多嵌入式处理器类型，具有完善的各类驱动支持。本文首先论述了远程监控系统的发展现状以及研究意义，接着叙述了基于GPRS无线监控系统的背景知识，包括GPRS技术的特点和工作原理等，以及就此系统中所采用的基础技术如TCP／IP、PPP的有关知识作了比较详细的介绍。随后完成嵌入式Linux系统的构建，包括嵌入式系统硬件平台、开发环境的建立以及嵌入式Linux设计与实现。然后进入本文的重点基于GPRS技术的监控系统的设计与实现。详细描述了远程监控系统通用的设计方案，主要有GPRS网络连接过程、远程监控终端系统的组成和功能实现以及各个层次所采用的通信协议。在上面讨论的基础上，把嵌入式Linux技术与GPRS技术实际应用在城市路灯远程监控系统的项目中。最后进一步根据GPRS通信平台的特征和城市路灯远程监控系统的要求，分析了城市路灯系统中监控中心的几种GPRS接入方案，并给出了监控中心软件系统总体架构的具体实现。最后，给出了本论文的工作总结以及关于对进一步的工作方向进行了简要的讨论。
冯军[8]2007年在《基于ARM-linux的通用控制平台的设计与开发》文中研究表明嵌入式系统是以应用为中心,以计算机技术为基础,软件硬件均可裁剪,能满足应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗有严格要求的专用计算机系统。随着信息技术、计算机技术、网络技术的发展,嵌入式技术得到了广阔的发展空间。其中ARM微处理器凭借体积小、功耗低、成本低而性能高等优点,已被成功应用于移动通信、手持设备、多媒体数字消费等诸多嵌入式领域。ARM也逐步成为了嵌入式的代名词。另外,嵌入式操作系统经过多年的发展目前也已十分丰富,特别是自由免费软件Linux的出现。Linux凭借源码开放、内核可裁减、功能丰富、运行稳定等优势,被移植到了多种不同结构的CPU和硬件平台上,且得到了大量优秀开发工具软件的支持。本论文的目的是建立一个以ARM为基础的嵌入式linux系统控制平台.本文详细介绍了整个系统平台的研究开发和设计实现过程。论文首先介绍ARM和嵌入式Linux操作系统的特点和当前的发展概况。再阐述了以AT91RM9200为核心的开发平台的硬件组成,详细研究了硬件平台设计过程,平台的外围配置包括存储模块、串口模块、CAN总线模块、以太网模块、USB模块及JTAG调试模块、实时模块等多种功能模块,包括各个功能模块的芯片选择和原理图,还对硬件电路设计的注意事项进行了探讨。再以此硬件平台为基础,详细的论述了嵌入式Linux系统开发流程以及移植到具体硬件平台需要完成的工作,如U-BOOT的移植、Linux内核的编译与裁减、文件系统的制作、驱动程序的编写等。最后对系统性能进行了测试,通过测试表明平台达到设计要求,性能稳定。
宋凯[9]2007年在《嵌入式Linux内核实时性研究及应用》文中认为在嵌入式技术迅速普及的今天，Linux操作系统，由于其开放源代码、高稳定性和低成本等特性，非常适合于嵌入式系统的开发，成为了嵌入式领域里发展最快的操作系统。改进通用Linux操作系统的实时性能，使其更加适应嵌入式的应用具有很大的实际意义，目前已经成为国内外计算机界的研究热点之一。虽然，目前国内外对该课题的研究已经有一段时间，但是就Linux内核本身的实时性而言，仍然在很多方面存在不足，有待进一步对其进行研究改进。本文对这个课题的研究主要有四个部分的内容。第一部分：嵌入式Linux实时性研究分析。介绍了对Linux实时性的研究工作，通过对实时系统、实时操作系统及衡量实时操作系统重要指标的分析阐述，总结了Linux实时性问题的四大原因。另外，对现有Linux实时系统的实现思想和方法进行了分析比较，提出了自己对于Linux实时性问题的切入点。第二部分：Linux实时性改进方案。本部分在前面分析的基础上，首先缩小了自己的研究范围。讨论了解决标准Linux内核不可被抢占的两种方案，并通过分析提出了本文采用的改进方案。借鉴上一部分提出的理想实时系统模型，对Linux源代码从四个方面进行了修改。另外还给出了笔者的调试方法和调试过程，并形成了改进后的Linux内核，该内核经过测试对于实时性的改进有一定的效果。第叁部分：基于改进后Linux内核的嵌入式系统构建。本部分的目的旨在构建图像处理软件的平台，平台的核心(即OS)采用上文形成的Linux内核。内容包括U-Boot的移植、ARM Linux的移植、网卡和LCD驱动的设计以及根文件系统的建立。第四部分：嵌入式Linux实时内核应用。介绍了嵌入式图形用户界面平台MiniGui在实时内核上的移植以及基于MiniGui的图像处理软件的设计与实现，还对该软件运行在改造前后内核上的情况进行了分析。通过分析比较，肯定了使用实时Linux内核作为嵌入式图像处理软件OS平台的必要性。
潘睿[10]2009年在《面向linux的嵌入式软件集成开发平台配置管理技术及实现》文中提出嵌入式操作系统作为“后PC”时代或者称为“无处不在的计算机”时代的主流操作系统,研究人员和用户对它的技术特点和发展十分关注。在研究和分析嵌入式系统的过程当中,主要从其硬件环境和软件环境来加以分析和研究,最新的主要研究方向包括低功耗的微处理器,“最小”和实时性很强的操作系统,丰富而且实用的外部接口和能够被广泛接受的外形、模块化的内部结构,宿主机—目标机模式的嵌入式系统的典型开发模式。其中对于Linux的最小化和实时性,以及基于宿主机—目标机架构的交叉编译的开发环境是本论文的论述重点。嵌入式系统的通常定义是:以应用为中心,以计算机技术为基础,软件硬件可裁剪,适应应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗严格要求的专用计算机系统。根据嵌入式操作系统的定义,不难发现对操作系统的实时性和最小化的要求,而且要求的是相当的严格。而在本课题中选择操作系统为Linux也是由于Linux相对于其他操作系统有无可比拟的优越性,在论文中有详细的阐述。在试验环境的选择中,选择的是基于Arm-Linux的实验环境,在其基础上构架的交叉编译环境。根据嵌入式系统的特性要求和Linux的优点,所进行的工作和研究就是在Arm-linux的工作环境中实现一个高效的嵌入式Linux应用软件集成开发环境,包括交叉编译器、调试器、下载管理、用户管理、项目管理、版本管理、应用中间件管理、配置剪裁工具、在线帮助等,支持消费电子产品嵌入式软件开发的全过程。
参考文献：
[1]. 嵌入式平台上实时性Linux的裁减与实现[D]. 倪礼君. 上海交通大学. 2007
[2]. 基于嵌入式Linux车载信息显示系统的研究与设计[D]. 危华进. 西南交通大学. 2008
[3]. 实时Linux操作系统的分析与实现[D]. 韩金燕. 太原理工大学. 2007
[4]. 基于H.264的嵌入式实时视频采集与传输系统的设计与实现[D]. 黄振华. 华东师范大学. 2008
[5]. 嵌入式Linux实时性问题研究及系统构建[D]. 仲明杰. 吉林大学. 2006
[6]. 基于嵌入式Linux的珩磨机控制器的研究与开发[D]. 罗嵩. 同济大学. 2007
[7]. 基于嵌入式Linux和GPRS的无线远程监控系统研究与应用[D]. 向细波. 同济大学. 2007
[8]. 基于ARM-linux的通用控制平台的设计与开发[D]. 冯军. 湖南大学. 2007
[9]. 嵌入式Linux内核实时性研究及应用[D]. 宋凯. 华东交通大学. 2007
[10]. 面向linux的嵌入式软件集成开发平台配置管理技术及实现[D]. 潘睿. 电子科技大学. 2009
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