嵌入式操作系統(tǒng).pdf

1、由于科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，人們對(duì)各種電子產(chǎn)品的需要也越來越多，甚至越來越高，這包括對(duì)價(jià)格、便攜、實(shí)時(shí)、穩(wěn)定、可靠、安全等方面的要求。顯然，對(duì)于一個(gè)系統(tǒng)的穩(wěn)定性、可靠性除了硬件本身的關(guān)系外，最重要的莫過于軟件系統(tǒng)的可靠性及穩(wěn)定性，而內(nèi)存無疑是這個(gè)軟件系統(tǒng)穩(wěn)定及安全的最關(guān)鍵環(huán)節(jié)。本論文的主要目的就是為了解決該問題：找出一種適合于嵌入式系統(tǒng)的內(nèi)存保護(hù)機(jī)制。該機(jī)制不僅能夠?qū)崿F(xiàn)基本的內(nèi)存保護(hù)及任務(wù)隔離的目的，而且能夠盡量地減少對(duì)系統(tǒng)性能的影響，特別是實(shí)

2、時(shí)性。
　　在本論文中首先通過對(duì)嵌入式系統(tǒng)特點(diǎn)的分析以及VxWorks內(nèi)存管理的分析來明確該需求。然后又分別通過對(duì)已有的較為成熟的內(nèi)存保護(hù)機(jī)制進(jìn)行研究，包括：內(nèi)存管理單元的研究；Linux內(nèi)存保護(hù)機(jī)制的研究；VxWorks進(jìn)程管理的研究等，最終提出了一個(gè)適合嵌入式系統(tǒng)的內(nèi)存保護(hù)機(jī)制。該機(jī)制包括對(duì)頁表機(jī)制的選擇——使用系統(tǒng)頁表以節(jié)省有限的內(nèi)存資源，代碼段的寫保護(hù)，其它段不可執(zhí)行的研究，任務(wù)堆?？臻g的隔離，堆空間的管理，內(nèi)存泄漏的檢測(cè)

3、。在最初的方案上任務(wù)堆?？臻g切換的時(shí)間復(fù)雜度是與任務(wù)空間的大小成線性關(guān)系的，所以本論文的最后又提出了一種基于SR段寄存器的O(1)切換策略。
　　最后論文通過在VxWorks5.5+MPC603e的平臺(tái)上實(shí)現(xiàn)了以上設(shè)計(jì)，通過實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)驗(yàn)證了該方案的正確性，并通過各種數(shù)據(jù)比較了原系統(tǒng)、切換策略的方案1以及改進(jìn)切換策略的性能，發(fā)現(xiàn)了經(jīng)過改進(jìn)后的方案基本能達(dá)到預(yù)期的要求，對(duì)系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性影響較小，完成了所要求的保護(hù)功能。
　　本系統(tǒng)的

4、難點(diǎn)在于這是一個(gè)基于內(nèi)核的模塊，所以在設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn)的時(shí)候，必須深入理解內(nèi)核的每個(gè)細(xì)節(jié)甚至是某個(gè)字節(jié)。例如棧的生長(zhǎng)方式、任務(wù)控制塊的結(jié)構(gòu)、內(nèi)存管理的組織結(jié)構(gòu)等。在機(jī)制的設(shè)計(jì)上要充分理解該機(jī)制的優(yōu)缺點(diǎn)，包括時(shí)間復(fù)雜度，空間復(fù)雜度以及對(duì)硬件資源的依賴程度，從而選擇出一種較佳的方案。同時(shí)本論文的創(chuàng)新點(diǎn)在于提出了一種在嵌入式系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)內(nèi)存保護(hù)機(jī)制的方案，該方案實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)代碼段的寫保護(hù)；以及基于頁表的任務(wù)間隔離機(jī)制；提出了嵌入式系統(tǒng)的堆管理方式，按需