嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)微內(nèi)核任務(wù)調(diào)度算法的研究.pdf

1、隨著嵌入式系統(tǒng)的發(fā)展,嵌入式系統(tǒng)已經(jīng)廣泛的應(yīng)用到科學(xué)研究、工業(yè)控制、軍事技術(shù)以及人們的日常生活等各個(gè)方面。尤其在實(shí)時(shí)領(lǐng)域,基于實(shí)時(shí)的嵌入式操作系統(tǒng)也得到了更多的應(yīng)用。正是由于實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)在嵌入式系統(tǒng)中的地位日益提升,對(duì)實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)的研究已成為嵌入式系統(tǒng)研究中的重要部分。調(diào)度算法是嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)的核心所在,因此對(duì)嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)調(diào)度算法進(jìn)行研究和分析,以提高實(shí)時(shí)性有著重要的意義。若要確保各個(gè)實(shí)時(shí)任務(wù)能夠及時(shí)調(diào)度并安全完成,就必須對(duì)任

2、務(wù)集在處理器上進(jìn)行合理的調(diào)度,如何對(duì)實(shí)時(shí)任務(wù)進(jìn)行調(diào)度同時(shí)又保障實(shí)時(shí)系統(tǒng)時(shí)限性和高可靠性,是實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)研究的一個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題。不同類(lèi)型的實(shí)時(shí)系統(tǒng)對(duì)資源要求以及對(duì)時(shí)間約束的形式不同,因此其調(diào)度算法就不同,如當(dāng)任務(wù)是周期性的,其周期就很重要,當(dāng)任務(wù)是非周期性的,則截至期就很重要,調(diào)度算法是系統(tǒng)能否實(shí)時(shí)響應(yīng)的關(guān)鍵。
　　 本文首先介紹了研究背景、意義以及國(guó)內(nèi)外研究概況。然后給出了嵌入式操作系統(tǒng)和嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)的定義,介紹了嵌入式實(shí)時(shí)操

3、作系統(tǒng)發(fā)展趨勢(shì)。并介紹了微內(nèi)核的相關(guān)概念、技術(shù)特點(diǎn)和體系結(jié)構(gòu)和常見(jiàn)嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)微內(nèi)核,其中包括Vxworks,μC／OS-Ⅱ,μClinux等?；谝陨匣A(chǔ),研究了微內(nèi)核的實(shí)時(shí)調(diào)度算法,并對(duì)其調(diào)度算法做了分類(lèi)和總結(jié)。最后分析比較了靜態(tài)實(shí)時(shí)調(diào)度和動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)調(diào)度其中的不足之處。基于以上研究后,提出問(wèn)題。對(duì)任務(wù)集建模,詳細(xì)敘述了新的優(yōu)先級(jí)的分配方案,此方案通過(guò)衡量任務(wù)價(jià)值和任務(wù)時(shí)限來(lái)決定任務(wù)優(yōu)先級(jí)的高低。討論了實(shí)時(shí)調(diào)度器和中斷管理機(jī)制,敘

4、述了新的微內(nèi)核任務(wù)調(diào)度算法,算法的設(shè)計(jì)原則是任務(wù)的時(shí)限越小且價(jià)值越大,則任務(wù)的優(yōu)先級(jí)越高；對(duì)于時(shí)限與價(jià)值完全相同的任務(wù),先到達(dá)者具有更高的優(yōu)先級(jí)。并給出了新的微內(nèi)核任務(wù)調(diào)度算法的流程圖。然后對(duì)微內(nèi)核μC／OS-Ⅱ的調(diào)度算法做了詳細(xì)的分析和研究,包括任務(wù)控制塊,任務(wù)就緒表和任務(wù)調(diào)度器。分析和總結(jié)了μC／OS-Ⅱ?qū)崟r(shí)內(nèi)核優(yōu)缺點(diǎn),通過(guò)實(shí)現(xiàn)時(shí)間片輪轉(zhuǎn)算法在內(nèi)核部分的擴(kuò)展,優(yōu)先級(jí)繼承算法,擴(kuò)充任務(wù)數(shù),改進(jìn)調(diào)度算法,使得構(gòu)建的實(shí)時(shí)內(nèi)核更可靠及具有更