导读:本文包含了嵌入式操作系统内核论文开题报告文献综述、选题提纲参考文献及外文文献翻译，主要关键词:操作系统,嵌入式,内核,多核,实时,通信,教学改革。
嵌入式操作系统内核论文文献综述
欧阳湘臻,朱怡安,李联,史先琛[1]（2019）在《一种安全关键的嵌入式实时操作系统内核设计》一文中研究指出在研究ARINC-653标准的时空隔离原理基础上,设计并实现一种安全关键的嵌入式实时操作系统。采用微内核设计,通过基于Manifest的任务与分区管理、软硬件结合的分区保护及软件静态验证,提升系统可靠性与可配置性。在PowerPC平台上实现嵌入式实时操作系统内核原型并对其进行功能与性能测试,结果表明该操作系统内核功能完备,满足软硬件分区、栈溢出保护与监测、驱动故障保护等需求,且综合性能优于同类操作系统内核。(本文来源于《计算机工程》期刊2019年07期）
蔡人和[2]（2016）在《基于ARM Cortex-A9 MPCore嵌入式多核操作系统内核研究与实现》一文中研究指出随着芯片技术的不断发展,相较之4、5年前,多核处理器价格已经十分低廉,并且在linux、android等操作系统的支持下,大到汽车多媒体系统,小到智能手表,无不在通过一块多核芯片为人们带来高效与便捷的服务。然而对于多核处理器及其操作系统原理研究却不像单核时代那么简单。一方面芯片厂商对产品部分资料保密,并且不提供裸板级的开发支持。另一方面支持多核的嵌入式操作系统及其资料虽然有很多,但大多只提供应用级开发支持与说明,对其内核原理分析非常有限。这些问题都为研究多核硬件原理以及多核操作系统技术带来了不便,也是高校中,嵌入式课程与实践中多核技术教学缺乏、多核技术研究实验很少采用真实硬件的重要原因之一。为改善上述状况,本论文选择以搭载有ARM Cortex A9 MPCore双核的Zynq-7000平台作为硬件研究对象,深入分析了多核处理器中多cpu协同工作原理。同时对单核嵌入式实时操作系统ucos-iii各功能模块的实现原理与工作流程进行了深入研究,并对其启动、任务管理、互斥同步、中断管理和时钟管理的smp支持性进行了分析。随后结合smp对称多处理器操作系统关键技术,提出与设计了对ucos-iii进行smp扩展的方案。本文首先通过将多核核间中断与内存共享相结合,设计了核间通信机制。然后在任务管理方面,提出采用Per-CPU就绪任务队列模型,对各cpu私有内核资源进行隔离,并基于核间通信机制扩展了核间任务管理方法。除此之外还设计了基于自旋锁的内核锁与关中断+自旋锁机制,为互斥与同步的多核化改造提供支持。最后,本文在前面提出的扩展方案的基础上,实现了核间通信,并对单核嵌入式操作系统ucos-iii中系统启动、任务管理、同步互斥这叁个模块进行了smp扩展实现,并将扩展后的ucos-smp在搭载有Zynq-7000芯片的mi-z702嵌入式开发板上进行了移植与部署。同时对ucos-smp中扩展部分在真实硬件环境下进行了一系列功能实现正确性验证与性能指标测试。测试结果表明,ucos-smp功能实现达到预期,综合性能相对ucos-iii得到显着提升。(本文来源于《电子科技大学》期刊2016-03-18）
郝玉胜[3]（2014）在《uC/OS-Ⅱ嵌入式操作系统内核移植研究及其实现》一文中研究指出对于嵌入式系统而言，uC/OS-II内核是一款性能优异且应用广泛的实时操作系统内核。随着32位MCU的出现，让uC/OS-II这样的实时内核集中管理外设资源、统一进行多任务调度才能够使开发人员更加专注于具体业务。本文在分析uC/OS-II内核和Cortex-M3内核的基础上，阐述了将uC/OS-II内核移植到基于Cortex-M3内核的STM32系列芯片上的方法并构建了基于以太网控制器ENC28J60和开源TCP/IP协议栈uIP的嵌入式网络通讯模块，拓展了uC/OS-II的内核功能。按照内核移植方案，论文从内核结构、任务管理，文件系统结构等方面剖析了uC/OS-II内核，从寄存器配置、NVIC中断机制、存储器映射以及外设控制等多个方面详述了Cortex-M3内核以及STM32系列芯片，采用RealView MDK开发套件，在STM32固件函数库的支持下，建立了内核移植工程，开发了移植uC/OS-II内核所必须的板级支持包。在内核移植过程中，结合STM32F103VET6芯片的特点，修改了OS_CPU.H、OS_CPU.C以及OS_CPU_A.ASM这叁个uC/OS-II内核文件，使用PendSV中断机制实现了uC/OS-II内核任务切换功能，结合Cortex-M3内核专为多任务调度而设计的新型指令“CLZ”提出了一种uC/OS-II内核任务调度机制的改进思路，分析了STM32F103VET6芯片启动代码，详述了uC/OS-II内核启动过程。针对uC/OS-II内核本身没有集成TCP/IP网络协议栈的问题，详述了以太网控制器ENC28J60的配置方法并编写其驱动程序，选用开源的TCP/IP网络协议栈uIP，构建了基于ENC28J60和uIP的网络通信模块并修复了uIP协议栈在UDP协议中的bug，完成了对uC/OS-II内核功能的扩展。论文对移植后的uC/OS-II内核进行了测试，设计了相关测试用例以验证移植后的uC/OS-II内核能否正常运行、多任务调度机制是否能够进行。测试结果显示移植后的uC/OS-II内核中OSCtxSwCtr的值能够不断自增，说明uC/OS-II内核能够正常启动并运行。用于控制各个LED灯闪烁的任务也能够依次得到调度，说明uC/OS-II内核多任务调度能够正常进行。针对基于ENC28J60和uIP的嵌入式网络通信模块，设计了ICMP、TCP和UDP等基础通信测试用例，测试结果表明，评估板能够正常反馈ICMP数据包请求，能够和PC机上的测试软件建立TCP连接，uIP协议中的UDP通信bug也得到修复，UDP通信能够正常进行。(本文来源于《兰州交通大学》期刊2014-06-18）
周燕[4]（2014）在《嵌入式操作系统内核模型的代码自动生成及规则优化》一文中研究指出模型驱动开发方法(Model Driven Architecture,MDA)的出现使得软件的开发在效率、质量、可维护性等各方面都得到了极大的提高。但是目前还没有MDA开发方法在嵌入式操作系统内核的开发过程中的成熟应用。嵌入式操作系统中包含与硬件息息相关的模块,因此可将内核划分为硬件无关和硬件相关两个不同的抽象层次。在硬件无关层的开发过程中引入MDA开发方法,由于MDA方法大多只用于建立系统的平台无关模型,没有对模型动态行为和操作进行描述。同时由于现有的基于MDA方法的模型化开发工具在代码生成方面都是基于自己的代码框架,因此无法利用现有的工具来直接自动生成嵌入式内核代码,因此本论文设计了针对嵌入式内核的自动代码生成规则。在硬件相关层次的开发过程中涉及到对具体硬件的操作,使用模型化的开发方法来自动生成代码具有较大的难度,因此本学位论文采用手工编写连接硬件的驱动程序。汽车电子领域的AUTOSAR标准采用分层的思想提高了软件的可重用性,上层的软件可重复利用,只需根据具体的硬件对底层进行相应修改。本文针对基于AUTOSAR标准的汽车电子控制器的操作系统内核,重点描述两个方面的内容:其一,基于MDA方法提出了针对嵌入式系统内核模块的硬件无关层功能的代码生成的通用规则,实现了支持内核调度表模型到C代码的自动生成。其二,针对硬件相关层的功能,手工实现了连接硬件PORT和DIO的驱动开发程序。具体划分为以下几个方面的内容:(1)设计UML模型元素到C语言元素的转换规则,将建立的内核静态模型自动生成到C代码,为插入动态代码生成接口。(2)选取动作语言ASL(Action Specification Language)为模型动作行为和操作提供精确、无歧义的定义,建立ASL语言的文法规则,设计将ASL语法元素映射到C语言语法元素的映射规则,实现将描述内核功能的ASL代码自动转换成功能一致的C代码的目的。(3)根据AUTOSAR标准,编写PORT和DIO外部设备的驱动程序。最后以符合AUTOSAR标准的主要功能模块之一内核调度表模块为例,说明其生成的C代码的规模及性能。根据外部设备需要完成的功能,对PORT和DIO的驱动程序进行功能性测试。(本文来源于《电子科技大学》期刊2014-03-27）
张岩[5]（2014）在《基于多核环境的嵌入式操作系统内核设计与实现》一文中研究指出信息技术的不断飞速发展带动了整个汽车电子软件行业的开发朝着大型化、多元化发展。这会导致汽车的网络技术、通信技术、零部件控制技术等方面的复杂性持续增加。由于处理器的不断升级,这能够导致不同处理器上系统软件移植难度的提高;不同实时操作系统上的软件,应用接口也不大相同,这也会导致应用软件的一致性问题。1993年德国汽车工业界提出了OSEK体系规范,它能够改变这种由移植性和通用性所带来的问题。1994年推出的汽车分布式执行规范VDX与OSEK规范合并,从而形成了今天的OSEK/VDX规范。2003年汽车开发系统架构联盟成立(Automotive Open Systems Architecture,AUTOSAR),以OSEK/VDX规范为基础并针对汽车电子提出了一整套软件开发方法、架构技术标准。随着单核瓶颈的出现以及多核技术的深化发展,2011年11月AUTOSAR第一次引入了针对汽车电子中的多核嵌入式操作系统标准,开启了汽车电子基础软件的多核时代!对于符合OSEK/VDX标准的单核嵌入式实时操作系统国内外均有一定的研究成果,但是针对最新AUTOSAR多核嵌入式实时操作系统标准的研究和开发,在国内却少之又少。正因如此,本文基于AUTOSAR最新的操作系统规范标准,以TI公司的8核DSP处理器TMS320C6678作为底层硬件平台,设计并实现了一款多核嵌入式操作系统——DeCore MOS。该操作系统基于DeCore OS,并在其基础之上进行了多核化研究与创新,使其不但能够满足AUTOSAR多核操作系统标准,并且能够在多核硬件环境流畅运行,提高了应用执行效率。DeCore MOS采用多级分层结构,提供诸如多核支持层、内核层、配置管理等以满足高剪裁、高可配置的需要。在满足规范的前提下,系统创新地采用了RPC机制,使跨核函数的调用者无须考虑核心间复杂的通信问题。DeCore MOS提供了多核调度表、堆栈检测、自由软件定时器、计数器接口,并且包含了OSEK所有符合级别的配置。可以说系统符合AUTOSAR的SC1级别。经过模块化测试、集成测试,DeCore MOS能够满足一般应用需要并在一定程度上提高了算法执行效率。(本文来源于《电子科技大学》期刊2014-03-01）
陆洪毅,王苏峰,王志英[6]（2014）在《基于智能手机的嵌入式操作系统内核教学》一文中研究指出针对传统嵌入式系统实验与现实产品脱节的问题,介绍在嵌入式操作系统内核实践课程中进行课程内容、教学过程改革的方法,提出一套基于智能手机教学实践平台的教学方法。(本文来源于《计算机教育》期刊2014年02期）
程广辉[7]（2013）在《基于微内核的操作系统设计以及嵌入式虚拟化应用的研究》一文中研究指出目前,随着嵌入式处理器性能的大幅度提升,以及各种高带宽网络通信技术的逐渐普及,嵌入式虚拟化技术在军用、民用领域的应用已经初见端倪,但是并未形成统一的模式和固定的标准。各种微内核操作系统,也逐渐在诸如消费电子、汽车电子等系统定制领域,取得了巨大的成功,其微内核系统设计方法,也被众多设计人员和主流厂商所采纳。因此,本文研究目标之一是从设计方法的角度探讨微内核操作系统的设计原理和相关技术,并对微内核技术进行归纳和总结；研究目标之二是基于微内核设计方法探讨嵌入式虚拟化方案,以及嵌入式虚拟化平台的实现技术细节；研究目标之叁是基于已有嵌入式虚拟化平台,构建安全可靠体系解决方案,对提升目前嵌入式系统比如3G/4G时代的手机平板和各种设备的安全性和可靠性,也有重要意义。本论文首先以微内核操作系统的设计方法为基础,依次讨论第一代微内核、第二代微内核、第叁代微内核的设计思路以及工业界若干微内核的设计方法,并归纳微内核技术发展的方向和趋势。第一代微内核向第二代微内核演化的驱动力在于提高微内核性能：由于在第二代微内核设计过程中,过于强调性能而忽略了很多安全问题,在解决这些问题的过程中导致了第叁代微内核的产生。论文特别指出,虚拟化已经成为当前微内核研究的主要方向之一。其次,讨论虚拟化技术和微内核技术的关系,并以嵌入式虚拟化为主要目标,论证所采用的嵌入式虚拟化主要采用半虚拟化和支持POSIX PSE51的Ⅰ型虚拟化基本方案。再次,设计并实现基于第二代微内核和第叁代微内核系统的嵌入式虚拟化平台L4eRTL和L4eRTL.OC,其中包括内存虚拟化、中断虚拟化和定时器虚拟化等,并对运行情况和结果进行了测试和评估。相对于基于第二代微内核的嵌入式虚拟化平台,基于第叁代微内核的嵌入式虚拟化平台在安全可靠性方面有了大幅提升,能提供更高的保护性和更严格的隔离性。并以本论文实现的嵌入式虚拟化平台为基础,提出了基于嵌入式虚拟化平台的一种可靠体系架构,并以PC步进电机控制系统作为可靠体系架构的应用实例。(本文来源于《兰州大学》期刊2013-06-01）
吴兆芝[8]（2013）在《ARM平台多进程微内核嵌入式操作系统Ymodem下载功能设计与实现》一文中研究指出文章阐述了ARM平台多进程微内核嵌入式操作系统Ymodem下载功能设计与实现的技术细节,内容包括常用串口通信协议(Xmodem、Ymodem及Zmodem)简介,ARM平台多进程微内核嵌入式操作系统简介,Ymodem协议关键技术及下载功能编程要点.最后介绍了使用Ymodem协议设计实现Shell命令rx的基本方法与应用实例.实践证明,Ymodem协议的功能与效率明显优于Xmodem协议.同时与Zmodem协议相比,Ymodem协议又具有程序结构简单、易于理解与实现的优势.因此Ymodem协议非常适合于嵌入式操作系统下载功能的实现.(本文来源于《南京晓庄学院学报》期刊2013年03期）
张龙彪[9]（2013）在《嵌入式实时操作系统FreeRTOS的内核研究》一文中研究指出随着电子技术的不断发展,嵌入式技术的不断推陈出新,嵌入式系统在工业、能源、交通、信息技术、国防等领域得到了越来越广泛的应用。伴随着应用领域的不断增加,嵌入式系统的功能和智能化需求也随之增多,软件的复杂度不断提高。嵌入式实时操作系统(RTOS)的应用能够更合理、更有效的利用系统资源,降低开发成本、缩短开发周期、简化系统软件的设计,更好的满足系统实时性和可靠性的需求,是嵌入式系统未来发展的必然趋势。因此,研究实时操作系统具有很好的实际应用价值。FreeRTOS操作系统是一款开源免费的实时操作系统,系统内核小巧、裁剪方便、移植性好。本文以FreeRTOS操作系统的内核作为研究重点,详细分析实时系统的内核结构、任务管理、内存管理以及任务间的通信与同步机制。内核结构作为系统的核心,对任务状态、任务调度、临界区处理和系统时间管理几个方面进行了重点分析。为了更好的分析FreeRTOS操作系统,引入μC/OS-Ⅱ作为参考对象,对操作系统的实时性能进行对比分析,研究两种操作系统基本特性的差异,并通过具体实验对实时系统的任务切换时间、任务抢占时间、中断响应时间、信号量的获取与释放时间进行测量,比较两个操作系统的实时性能。FreeRTOS系统对于内存管理采用了多种管理方式,但是在内存分配时间和内存碎片化方面仍然存在着一定的问题。为了改善内存管理的性能,本文在分析几种典型DSA算法基础上,引进TLSF算法,分析TLSF算法与单链表结构算法的性能差异,并在算法的基础上进行修改应用于FreeRTOS操作系统中。作为一款通用型操作系统,系统的移植也是系统研究的关键,论文分析FreeRTOS移植所需条件,对移植的通用性进行分析,并将操作系统移植与STM32和S3C4480两款微控制器平台,给出关键模块移植代码,对移植后的系统通过一个多任务程序进行测试,验证系统移植的正确性。(本文来源于《昆明理工大学》期刊2013-04-01）
邓昀,程小辉,王新政[10]（2012）在《微内核结构嵌入式实时操作系统的研究与设计》一文中研究指出分析了微内核结构在设计嵌入式实时操作系统时的优点,设计了一个微内核结构的嵌入式实时操作系统,整个系统内核由任务管理、任务通信、时钟管理、中断管理、内存管理等模块组成.内核采用抢占式调度和分时调度相结合的调度策略,以及基于查表法的优先级队列管理,使得系统在进行任务调度时能快速的找到所要调度的任务,满足实时性的要求.内核提供多种通信方式,并对控制临界资源访问的信号量进行了特别的设计,便于任务在必要的时候进行优先级继承,很好地解决了抢占式嵌入式操作系统中普遍存在的优先级反转问题.最后,在基于ARM处理器的EL-ARM-830硬件平台,给出了系统的实现.(本文来源于《微电子学与计算机》期刊2012年10期）
嵌入式操作系统内核论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
随着芯片技术的不断发展,相较之4、5年前,多核处理器价格已经十分低廉,并且在linux、android等操作系统的支持下,大到汽车多媒体系统,小到智能手表,无不在通过一块多核芯片为人们带来高效与便捷的服务。然而对于多核处理器及其操作系统原理研究却不像单核时代那么简单。一方面芯片厂商对产品部分资料保密,并且不提供裸板级的开发支持。另一方面支持多核的嵌入式操作系统及其资料虽然有很多,但大多只提供应用级开发支持与说明,对其内核原理分析非常有限。这些问题都为研究多核硬件原理以及多核操作系统技术带来了不便,也是高校中,嵌入式课程与实践中多核技术教学缺乏、多核技术研究实验很少采用真实硬件的重要原因之一。为改善上述状况,本论文选择以搭载有ARM Cortex A9 MPCore双核的Zynq-7000平台作为硬件研究对象,深入分析了多核处理器中多cpu协同工作原理。同时对单核嵌入式实时操作系统ucos-iii各功能模块的实现原理与工作流程进行了深入研究,并对其启动、任务管理、互斥同步、中断管理和时钟管理的smp支持性进行了分析。随后结合smp对称多处理器操作系统关键技术,提出与设计了对ucos-iii进行smp扩展的方案。本文首先通过将多核核间中断与内存共享相结合,设计了核间通信机制。然后在任务管理方面,提出采用Per-CPU就绪任务队列模型,对各cpu私有内核资源进行隔离,并基于核间通信机制扩展了核间任务管理方法。除此之外还设计了基于自旋锁的内核锁与关中断+自旋锁机制,为互斥与同步的多核化改造提供支持。最后,本文在前面提出的扩展方案的基础上,实现了核间通信,并对单核嵌入式操作系统ucos-iii中系统启动、任务管理、同步互斥这叁个模块进行了smp扩展实现,并将扩展后的ucos-smp在搭载有Zynq-7000芯片的mi-z702嵌入式开发板上进行了移植与部署。同时对ucos-smp中扩展部分在真实硬件环境下进行了一系列功能实现正确性验证与性能指标测试。测试结果表明,ucos-smp功能实现达到预期,综合性能相对ucos-iii得到显着提升。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
嵌入式操作系统内核论文参考文献
[1].欧阳湘臻,朱怡安,李联,史先琛.一种安全关键的嵌入式实时操作系统内核设计[J].计算机工程.2019
[2].蔡人和.基于ARMCortex-A9MPCore嵌入式多核操作系统内核研究与实现[D].电子科技大学.2016
[3].郝玉胜.uC/OS-Ⅱ嵌入式操作系统内核移植研究及其实现[D].兰州交通大学.2014
[4].周燕.嵌入式操作系统内核模型的代码自动生成及规则优化[D].电子科技大学.2014
[5].张岩.基于多核环境的嵌入式操作系统内核设计与实现[D].电子科技大学.2014
[6].陆洪毅,王苏峰,王志英.基于智能手机的嵌入式操作系统内核教学[J].计算机教育.2014
[7].程广辉.基于微内核的操作系统设计以及嵌入式虚拟化应用的研究[D].兰州大学.2013
[8].吴兆芝.ARM平台多进程微内核嵌入式操作系统Ymodem下载功能设计与实现[J].南京晓庄学院学报.2013
[9].张龙彪.嵌入式实时操作系统FreeRTOS的内核研究[D].昆明理工大学.2013
[10].邓昀,程小辉,王新政.微内核结构嵌入式实时操作系统的研究与设计[J].微电子学与计算机.2012
论文知识图
