基于FPGA的μC/OS-Ⅱ任务管理硬件设计

针对实时操作系统的开销导致应用程序可执行性降低的问题,提出了基于FPGA的硬件实时操作系统设计方案,并实现了μC/OS-II任务管理模块的硬件化。通过设计基于片内寄存器的TCB及基于组合电路的任务调度器,充分发挥了多任务潜在的并行性。整个设计采用VHDL硬件描述语言,通过ISE8.2软件进行时序仿真验证,并使用Xilinx公司的Virtex-II Pro FPGA板实现。     

硬件实时操作系统信号量管理的设计与实现

信号量管理是操作系统中频繁运行的程序段之一。为提高实时操作系统RTOS的响应能力,提出了基于FPGA硬件实现信号量管理的设计方案。采用片内寄存器实现事件控制块(ECB)、映射表等存储结构,使用组合逻辑电路实现信号量管理模块,提高了信号量创建、删除及P/V操作的执行速度。     

基于实时操作系统μC/OS-Ⅱ的通信管理机的研发

在介绍实时操作系统μC/OS-Ⅱ和通讯规约的基础上,提出了基于嵌入式实时操作系统μC/OS-Ⅱ的通信管理机。从硬件选型、软件实现流程和约定的通信协议上阐述通信管理机的软硬件设计。该管理机具有多种通信接口,支持多种规约的相互转换,能使不同种类的网络相互通信,从而大大提高变电站自动化系统对设备选择的自由度,具有广阔的应用前景。     

μC/OS-Ⅱ任务管理的硬件实现

针对实时操作系统的开销导致应用程序可执行性降低的问题,提出了基于FPGA的硬件实时操作系统设计方案,实现了μC/OS-Ⅱ任务管理模块的硬件化。采用FPGA片内寄存器实现等待任务列表,并设计了相应的硬件电路访问该表,节省了系统由于频繁访存而浪费的时间。通过设计基于片内寄存器的TCB及基于组合电路的任务调度器,充分发挥了多任务潜在的并行性。整个设计采用VHDL,通过ISE 8.2软件时序仿真验证。仿真结果表明,利用硬件实现减少了任务运行时间,使其在一些实时性要求较高的场合得到应用成为可能。     

常用嵌入式实时操作系统比较分析

以与实时系统开发过程密切相关的实时性、故障容错和标准兼容性等关键特征为基础，提出一套对嵌入式实时操作系统性能衡量的标准，涵盖体系结构、硬件支持、调度管理、内存管理、进程间通讯、定时性能、网络支持、文件系统、驱动编程以及开发调试等关键特证。并利用该标准对常用嵌入式实时操作系统进行了详细地分析与对比，为系统研发过程中嵌入式实时操作系统的选择提供指南。     

基于LINUX的通用实时控制软件设计

本文简要介绍了实时操作系统的概念,对RTAI与LINUX相结合的双内核硬实时操作系统进行了深入的研究,设计了基于双内核的通用实时操作系统的结构框架。并实现了高速数据采集卡、光纤卡、多串口等硬件的LINUX实时高速驱动,并在实时控制平台上实现了相关控制和仿真算法。最终在此基础上开发了基于UNIX/LINUX的高速硬实时控制软件,试验表明其具有较高的运行效率。     

基于实时操作系统uC/OS-II的通信管理机的研发

为了解决变电站自动化系统中,不同生产厂家的设备由于采用不同的通信规约和通信介质,从而无法通信的问题;为了实现设备间的互换性和相互操作性,本文在介绍实时操作系统µC/OS-II和通讯规约的基础上,提出了基于嵌入式实时操作系统µC/OS-II的通信管理机。从硬件选型、软件实现流程和约定的通信协议上阐述通信管理机的软硬件设计。该管理机具有多种通信接口,支持多种规约的相互转换,能使不同种类的网络相互通信,从而大大提高变电站自动化系统对设备选择的自由度,具有广阔的应用前景。     

SHUM-UCOS:基于统一多任务模型可重构系统的实时操作系统

在分析软硬件任务本质区别的基础上，提出并实现了一种基于统一多任务模型的实时操作系统，称为SHUM-UCOS，它能够跟踪和管理可重配置资源的使用，通过硬件任务预配置技术，提高了资源利用率和任务并行性，定义了两种标准硬件线程接口，对总线型和星型通信拓扑结构提供支持，Rhealstone Benchmark测试和实际应用都表明，SHUM-UCOS能够在提升系统性能的同时，有效缩减从软件实现到硬件实现的迁移时间。     

嵌入式系统与TCP/IP协议栈的开发

首先搭建了基于ARM内核的嵌入式处理器S3C44BOX的硬件平台.围绕着该处理器的硬件电路设计包括两部分,主体电路设计和外围支持电路设计.其中,主体电路包括了系统内存单元,调试接口等.其次是该硬件平台上实时操作系统网络环境的建立.这包含两部分任务,一是ARM上实时操作系统的实现,这里详细阐述了实时操作系统UCOS-II在ARM处理器上的实现过程.二是根据UCOS-II支持多任务、多用户的特性,为其增加了嵌入式TCP/IP协议栈LWIP,详细讨论了实现方法.     

基于ARM及嵌入式操作系统的电力通信管理机设计

针对变电站自动化系统中不同通信网络和通信协议间的互操作问题,提出了采用通信处理机的解决方案。基于ARM平台采用嵌入式以太网技术和嵌入式实时操作系统,设计了一种具有多种通信接口、能实现异种网络互联的通信管理机,阐述了通信管理机的功能和设计原则,介绍了系统的软、硬件设计实现。现场实际运行证明,设计的通信管理机功能上具备实时、可靠、可扩展、丰富网络支持等属性,运行稳定,是通信管理机发展的新方向。     

面向RTOS的嵌入式软件模拟器构造与实现方法

提出一种快速嵌入式软件验证工具——RTOS软件模拟器。在RTOS软件模拟器验证方法中，利用RTOS模块化、层次化设计特点，快速实现嵌入式软件在不同目标机器间的代码移植，通过扩展RTOS API功能，建立硬件模拟驱动，实现软件模拟器和硬件模拟器通信连接和协同模拟同步控制。RTOS软件模拟器克服ISS速度低的缺点，从更高层次验证嵌入式软件功能。     

实时嵌入式系统协调设计的行为验证模型

嵌入式系统协调设计中，通常采用协同验证方法检验系统设计的正确性，目前比较常用的验证手段有行为验证和基于处理器结构的指令集模拟．指令集模拟从底层时序关系模拟CPU功能，通过建立与硬件模拟器连结关系来验证软硬件接口．指令集模拟的主要特点是模拟精度高，但模拟速度慢，对于不同的CPU结构需要构造不同的指令集模拟器．文中研究一种基于RTOS实时嵌入式系统行为验证模型，通过扩展RTOS功能，建立RTOS软件模拟器，实现RTOS模拟器和VHDL／VerilogHDL协同模拟交互．RTOS模拟器把嵌入式软件功能代码、CPU接口代码以及定制硬件驱动代码分开，实现嵌入式软件设计与硬件平台的弱相关，从更高层次验证系统功能。     

基于统一调度的RTOS软/硬件任务资源竞争机制研究与设计

面向可编程的系统芯片（SOPC）中的实时操作系统(RTOS)，在软/硬件任务统一管理的基础上，建立了一种软/硬件任务统一调度模型。然后分析了软/硬件任务间发生共享资源竞争的问题，深入研究了其内部运行机制，提出了一种基于记录型信号量和统一调度模型的软/硬件任务资源竞争解决方法(SHTRCR)。仿真实验表明，在相同条件下，采用本方法软/硬件任务截止时间的保证率高于无统一调度支持的软/硬件任务资源竞争方式。     

面向硬件的实时嵌入式系统的研究与设计

现在的实时嵌入式系统几乎都是由RTOS(实时操作系统)支持的,本文提出了一种直接面向底层硬件进行设计开发的实时嵌入式系统,该系统没有RTOS支持就可以实现嵌入式RTOS所具有的主要特点。本文还根据现在家电设备的需要考虑系统以MCS-51系列单片机作为开发平台,并根据单片机的各部分功能特点,具体提出了实现该系统所采用的解决方案。     

基于RTOS的软硬件协同验证方法

根据处理器芯片的特点，提出了一种基于RTOS的软硬件协同验证方法，该方法在RTOS的基础上建立了一个可移植的协同验证环境，在处理器芯片设计阶段，通过建立一个与芯片相近的硬件平台，在其上利用协同验证环境先验证软件设计的正确性，然后把这些正确的软件放入由处理器芯片构成的协同验证环境中验证设计的芯片。采用这种方法，不仅可以验证处理器芯片设计的正确性，减少错误存在的可能性，而且缩短了芯片验证的时间。     

一种实时操作系统硬件加速设计

RTOS是嵌入式系统中重要的组成部分,但其本身的运行使整个系统的性能下降.针对RTOS的任务调度和时间延时处理部分进行分析,并加以硬件实现.在运行63个任务时,采用硬件加速模块,任务响应时间为2 180个时钟周期.相比没有硬件支持的系统,任务响应时间可降低85.8%,提高了系统的可预测性.     

Linux平台RTOS通用仿真环境的设计与实现

实时操作系统和嵌入式系统软件的开发调试往往受到特定的硬件平台的限制,缺乏相应的硬件资源将无法有效的研究这些软件。文章首先分析和研究了多种流行开源实时操作系统的平台相关性,然后阐述了在Linux系统上实现RTOS通用仿真环境LinuxVAL(LinuxVirtualAbstractLayer)的设计思想和设计原理,最后成功将uC/OS-II和FreeRTOS移植到了Linux-VAL仿真环境并给出了分析结果。实践表明,LinuxVAL是开发研究RTOS的理想手段。     

基于uC/OS-II和SPCE061A的应用系统的设计

本文介绍了基于uC/OS-II和SPCE061A的应用系统的设计,硬件上采用SPCE061A的最小系统硬件结构为基础,在软件体系上移植了嵌入式实时操作系统uC/OS-II,并通过对凌阳公司SPCE061A的体系结构的分析,分析了移植过程中的涉及的主要内容和关键问题。并在此基础上通过一个语音识别实例介绍了的应用程序的设计。     

A hardware-software real-time operating system framework for SoCs

The /spl delta/ framework for RTOS-SoC codesign helps designers simultaneously build a SoC or platform-ASIC architecture and a customized hardware-software RTOS. Examples generated by this prototype tool include RTOS designs that speed up applications by 27% or more, using a small amount of hardware area.     

QNX与VxWorks的特性分析和实时性能测试

复杂的测控应用对于实时性的要求非常高.在硬件已经确定的情况下,实时系统的性能很大程度上取决于所采用的实时操作系统.分析了QNX RTOS v6.1和VxWorks AE 1.1的特性,对这两个操作系统的实时性能指标进行了对比测试,测试结果表明,QNXRTOSv6.1的实时性能优于VxWorksAE 1.1.