基于μC/OS-Ⅱ的串口驱动设计与实现

针对当前串口驱动的不足,提出了在μC/OS Ⅱ实时内核下实现串口中断驱动的方法,并给出相关数据结构和实现算法、以及用户接口函数。

Mach的I／O系统

ＭａｃｈＩ／Ｏ系统采用了和ＵＮＩＸ完全不同的概念和结构。Ｍａｃｈ设备管理围绕端口和存储对象这两个Ｍａｃｈ基本概念进行，提供了方便的ＲＰＣ用户界面。Ｍａｃｈ３．０的Ｉ／Ｏ系统新进展将Ｉ／Ｏ管理作为用户Ｓｅｒｖｅｒ对待。本文介绍了Ｍａｃｈ设备管理机制、“设备独立”的驱动程序的构造原理及其例子、在用户空间对设备的直接控制方法和引进新概念后设备管理的性能情况。

列车模拟驾驶器中基于CAN的分布式I/O系统设计

针对传统列车驾驶模拟器中面向司机操纵台的集中控制的数据采集系统在可靠性、实时性以及扩展性等方面存在的不足,对基于CAN总线的分布式I/O系统进行了设计。在对某型高速动车模拟驾驶器中司机操纵台数据采集系统结构和接口信号类型进行简要分析的基础上,提出了基于CAN总线的分布式I/O系统网络架构设计,完成了基于CAN总线协议的主从节点的软硬件设计。硬件部分主要完成了基于微控制器P89C591的从节点设计;软件部分则分别完成了主、从节点各自的通信调度以及数据采集和通信功能;并在此基础上,通过封装设计后的API驱动函数的调用,实现了基于CAN的数据输入输出和通信测试功能。测试结果表明,设计的分布式I/O系统基本满足了设计要求,达到了预期目标。

AB SLC500与Profibus-DP网络通信的实现

AB SLC500 PLC不支持Profibus协议,所以不能直接与Profibus网络通信。为了实现两者快速准确的通信,在Flex I/O模块中开发了Profibus应用程序,实现了SLC500 PLC与Profibus网络的通信及对控制系统的全面控制。实验最终结果表明,该方案能够保证数据传输的准确性、可靠性和高效性。

面向闪存存储的公平高效I/O调度器

固态硬盘(SSD)具有优秀的读写性能,逐渐被广泛使用在存储系统中。而传统的I/O调度算法都是针对磁盘进行优化,Linux NOOP调度器延时低,却不能保证I/O公平性;CFQ调度器实现了I/O公平性却牺牲了响应性。为了针对SSD实现公平高效的I/O调度策略,本文提出一种全新的I/O调度器—SSDCFQ。SSDCFQ结合CFQ和NOOP调度算法的优点,并且为了加速读写过程引入元数据请求队列,为每个进程维护两个FIFO请求队列,并通过round-robin轮询策略进行管理。实验结果表明,SSDCFQ比NOOP的公平性提高了28%,比CFQ的延时降低了55%。

中断式开关量I/O模块设计及其在Ethernet/IP通信处理器中的应用

介绍一种开关量输入输出模块的设计,该模块采用ALTERA公司的CPLD器件实现开关量中断驱动式控制输入,并介绍应用该模块实现Ethernet/IP通信处理器双向并行I/O接口功能的方法.

PCIe SSD I/O栈设计与原型系统研究

近些年来,为了满足各种应用日益增长的I/O性能要求,存储子系统经历了巨大的变革.基于PCIe接口的SSD(solid state drive)凭借其高带宽,低延迟的特点逐渐成为主流的存储设备.包括I/O栈设计在内的针对PCIe SSD的研究,将成为存储领域的研究热点.目前涉及到PCIe SSD具体实现细节的文献相对缺乏,不利于相关研究的开展.归纳了PCIe SSD设计中需要考虑的问题与相关研究,并介绍了一个实际的PCIe SSD原型系统的实现方案.同时,对原型系统中的I/O栈驱动层的设计和优化技术也进行了分析,包括DMA(direct memory access)优化技术和多队列多中断技术.最后,对原型系统进行测试,并与商用PCIe SSD测试结果对比,表明原型系统具有更高的性能,有助于PCIe SSD的相关研究.

一种基于多队列的固态盘I/O调度算法

固态盘具有高性能、高可靠性、低功耗和重量轻等优势,被认为是下一代主流存储设备.但是现在的文件系统和设备级的I/O调度都是基于传统的旋转磁盘优化的,固态盘的性能优势没有得到充分的利用.针对固态盘,设计实现了MultiQ调度算法,该算法同时考虑了吞吐量和请求平均响应时间,在不降低I/O吞吐量的情况下尽量减少平均响应时间.该算法主要采取3种措施:基于请求地址的分队、基于请求类型的分类和基于请求大小的排队.充分利用了固态盘的并行性,避免读写干扰,降低了平均响应时间.采用MLC和TLC类型的固态盘进行试验,负载采用Iometer和filebench,结果表明MultiQ算法比Linux系统中的4种调度算法在效率上有小幅提升,而平均响应时间大大降低.在Iometer负载的测试中,该算法分别比Noop,Deadline,CFQ和Anticipatory算法在平均响应时间上减少了9.3%,10.2%,19.4%和12.2%.

基于OPC技术的火电厂辅控系统ADCS的设计和调试

针对深圳东部电厂辅助车间的自动控制系统设计,提出了辅助系统的集散控制系统(ADCS)的方案,并在工程实施中成功应用。在整合不同厂家、不同类型的PLC控制技术方面,巧妙地利用网络技术和OPC技术来实现。系统运行后取得了良好的效果,实现了电厂辅助监控系统的高度自动化和网络化,提高了电厂整体的安全和优化。

中国能源消耗国际转移规模及驱动因素研究——基于完全分解均值法处理的I-O SDA模型

利用来自六个国家或地区的共八张投入产出表,借助投入产出分析,从贸易内涵能源净值角度对我国2000-2013年能源消耗的国际转移规模进行了估算,并基于完全分解均值法处理的I-O SDA结构分解模型,分析了四大驱动因素对我国贸易内涵能源量变化的影响。测算结果显示,我国对外贸易内涵能源长期处于净出口状态。无论出口还是进口层面,中国能源消耗对外转移规模的迅速增加主要都是由贸易规模因素驱动的,而我国尚未发生根本性转变的贸易结构是引致贸易规模强力驱动能耗国际转移的深层次原因。此外,能源消耗强度因素的变化能够在一定程度上抑制我国能耗的国际转移。

Windows2000/NT下串口通信实时问题的解决

本文介绍了Windows2 0 0 0 /NT对I/O端口的保护机制和直接访问I/O端口的方法 ,并用Win32API函数和直接I/O端口函数混合编程解决一个实际的实时问题。

Windows 2000/NT下I/O端口直接访问的设计与实现

针对一个实际问题,介绍了Windows 2000/NT对I/O端口的保护机制和直接访问I/O端口的方法。并用Win32 API函数和直接I/O端口函数混合编程解决这个实际的实时问题。

基于I/O口复用的LED数码屏驱动的应用研究

本文针对目前家用电器中所使用的段码式LED数码屏的驱动控制方案进行研究,发现现有驱动方案占用单片机I/O口数量较多,数码屏的引出管脚数量多,PCB布局时占用空间多且不方便布线。本文在此基础上重新设计了LED数码屏以及驱动控制方案,该技术方案采用单片机I/O口直接驱动LED数码屏,该方案对LED数码屏灯珠逻辑重新进行了设计,使LED数码屏驱动管脚相较传统方案减少;并且通过单片机程序控制I/O口分时复用为LED显示屏的位驱动及段驱动。这样使得该方案能应用于结构限制的小型化产品中,同时可以有效降低产品成本。本文通过理论分析及实验验证,为LED数码屏的驱动控制设计方案提供了一些思路及建议。

一种利用Win32 API函数实现串口实时通迅的方法

介绍了一种在 Windows9x及以上操作系统下利用 Win3 2 API函数实现串行通讯的方法 ,引入多线程、异步 I/O操作及事件驱动机制 ,成功地解决了在 3 2位视窗操作系统下计算机监控系统实时串行通讯问题 。

基于驱动堆栈单元的文件隐藏方法

为能在操作系统的驱动级实现新的文件隐藏点,对传统的文件系统过滤驱动原理和驱动数据堆栈单元结构进行分析。通过修改驱动堆栈单元的结构和完成例程,配合修改I/O请求包的传递方法,实现2种驱动级文件隐藏的方法。使用该2种方法的文件可以在系统中实现深度隐藏,使得操作系统无法查询,也不能通过正常途径访问。

一种带总线接口的LED可调光驱动器的设计与实现

针对传统LED恒流驱动器功能的单一性缺点,设计了一种带RS-485总线通信接口的LED可调光驱动器。以SN8P2511单片机作为LED控制器、PT4207作为LED驱动芯片、MAX485作为通信芯片,构成系统的硬件平台,并在此基础上完成系统的软件开发。LED驱动器及控制器的一体化设计,实现了LED的PWM调光、LED的组网及智能控制。该驱动器具有体积小、成本低、功耗小、可靠性高及安装维护方便等优点,具有很好的应用前景。

PIC系列单片机在旋转工作台中的应用

生产线旋转工作台的控制逻辑本来十分简单 ,但是若用可编程控制器PC来控制 ,需占用大量的I/O点 ,费用太高。介绍了PIC 16C5 4单片机的主要性能 ,针对生产线旋转工作台控制逻辑相对独立的特点 ,提出了用PIC 16C5

低CPU开销的低延迟存储引擎

近些年来,固态存储的硬件处理速率得到了极大改善.一块超低延迟的固态存储盘能在10μs内处理4 KB大小的数据.加速I/O收割过程以构建低延迟的存储引擎是存储系统研究中的一个重要研究课题.传统存储系统通过硬件中断机制收割I/O,却引入了额外的上下文切换开销,延长了整体I/O处理时间.现有工作使用轮询机制以消除上下文切换,却要付出高昂的CPU开销.提出了一种低CPU开销的低延迟存储引擎NIO(nimble I/O),以充分发挥高性能固态存储盘的低延迟优势.NIO的核心思想是将大小I/O处理路径分离;大I/O使用硬件中断机制;小I/O引入惰性轮询机制,先睡眠一个变长时间间隔再持续轮询.NIO进一步提出了事务感知的I/O收割机制以降低事务的延迟,以及动态调整机制以应对上层应用负载以及设备内部活动的动态变化.实验显示在动态负载下,NIO与基于轮询的存储引擎性能相当,并能减少至少59%的CPU占用率.

基于Hyperic HQ的文件监控系统研究

针对中小企业内部敏感信息的外泄问题,研究开源监控软件Hyperic HQ的系统架构和监控体系,设计文件一体化监控系统。利用基于内核级的文件过滤驱动技术截获I/O管理器向文件系统驱动路由的I/O请求包(IRP),在IRP进入文件系统驱动前执行用户自定义例程,并通过应用程序与驱动程序的通信,实现对文件操作的监控。该系统可实现对局域网中文件系统的一体化监控,避免对文件系统的非法操作,提高局域网内文件系统的安全性。

多种存储环境下压缩数据库的缓存优化

近年来,各行业数据量增速提升,对承担数据存储任务的数据库系统进行性能优化的需求也越来越强烈。利用关系型数据库I/O密集型、服务器CPU相对空闲的特点,在数据库中引入数据压缩技术,节省了数据存储空间和I/O传输带宽。但当今主流数据库系统的压缩技术都是针对传统的存储和运行环境设计,并未考虑固态硬盘(SSD)等新型存储设备和云数据库等虚拟化运行环境对系统性能的影响,因此,以数据库压缩系统在不同存储环境的缓存优化作为切入点,对系统整体性能的影响进行分析,给出了数据库压缩系统性能的分析模型,并以My SQL为例进行具体分析,给出了对应的缓存优化措施。在内核虚拟机(KVM)和My SQL数据库测试平台上的性能评估结果表明,所提出的优化方法使得系统性能最高有超过40%的提升,在某些配置下获得了优于物理机的性能。