多核嵌入式实时操作系统的分区间通信机制

为了解决多核嵌入式实时操作系统在不同分区间进行通信的问题,介绍了一种基于多核嵌入式实时操作系统的分区间通信机制。在该机制下,分区通过消息、端口和通道与同一模块中的另一个分区进行通信,或与其他模块中的分区进行通信,或与模块外的设备进行通信。分区利用端口与通道发送消息,根据通信目的不同,选择采样模式或队列模式将消息从源端口发送至目的端口,分区应用从对应的目的端口读取消息。该机制的可靠性和有效性在某多核嵌入式实时操作系统中得到了验证。

实时多核嵌入式系统研究综述

随着计算机系统与物理世界的结合越来越紧密,实时系统需要承担越来越复杂的运算任务.多核处理器的兴起为同时满足实时性约束和高性能这两方面的需求提供了可能.基于多核处理器的实时嵌入式系统的研究已成为近几年研究的热点.对现有的面向实时多核嵌入式系统的研究工作进行了综述,介绍了实时多核嵌入式系统的关键设计问题,从多核共享资源干扰及管理、多核实时调度、多核实时程序并行化、多核虚拟化技术、多核能耗管理和优化等几个方面对现有研究工作进行了分析和总结,并展望了实时多核系统领域进一步的研究方向.

模拟实时系统的点区间优先级时间Petri网与TCTL验证

时间Petri网为实时系统提供了一种形式化的建模方法,时间计算树逻辑(TCTL)为描述实时系统与时间相关的设计需求提供了一种逻辑化的表达方式,因此,基于时间Petri网的TCTL模型检测广泛应用于实时系统的正确性验证.然而对于一些涉及优先级的实时系统,例如多核多任务实时系统,这里不仅需要考虑任务之间的时间约束,还要考虑任务执行的优先级以及引入优先级带来的抢占式调度问题,致使相应的建模和分析变得更加困难.为此,提出了点区间优先级时间Petri网,通过在时间Petri网上定义变迁发生的优先级以及变迁的可挂起性,从而可以模拟实时系统的抢占式调度机制.首先,高优先级的任务抢占低优先级的任务所占用的资源,导致后者被中断;然后,前者执行完毕后释放资源;最后,后者再次获得资源,从中断的地方恢复.通过点区间优先级时间Petri网来模拟多核多任务实时系统,使用TCTL来描述它们的设计需求,设计了相应的模型检测算法,开发了相应的模型检测器以验证它们的正确性.通过一个实例,来说明该模型和方法的有效性.

DAG任务同步中无锁机制实现方法研究

随着多核嵌入式实时系统的发展,DAG任务同步问题得到了广泛的关注.目前的任务同步方法大都采用锁机制,但锁机制存在许多问题,如自旋锁存在任务忙等状态,浪费CPU资源;使用互斥锁的任务若获取不到共享资源会被阻塞,产生上下文切换开销;顺序锁允许写任务有更高的优先级,但写任务不能频繁更新数据,否则读任务会产生饿死现象.上述锁机制如果应用于多核平台下的DAG任务同步,不仅会影响系统整体执行效率,导致后继任务无法执行,严重时会引发死锁现象导致系统崩溃.因此,提出了在DAG任务同步过程中使用DCAS无锁机制,有效避免了锁机制存在的问题.在LITMUSRT多核平台下,以多任务同时申请、填充和释放Vxworks网络缓冲区为例,对缓冲池中的三元组mBlk,clBlk,cluster分别使用DCAS无锁机制.实验结果表明,相比传统锁机制,DCAS无锁机制在DAG任务同步方面有较好的效果,响应时间减少了10.4%,系统的整体执行效率提高了4.2%.

PROTOS M5卷接机组MAX接装机上胶系统的改进

为解决PROTOS M5卷接机组MAX接装机上胶系统在停机时存在出胶口溢胶或胶水回缩问题,在不增加外部控制器的情况下,基于倍福的实时多核系统,通过编写控制程序、修改外部变量链接方法等措施,完成比例输入阀信号的读取和阀岛上备用电磁阀的单独控制,实现了气控直流式截止阀与上胶系统同步工作。以PROTOS M5卷接机组生产的“七匹狼(红狼)”牌卷烟为对象进行测试,结果表明:改进后MAX上胶系统运行稳定,上胶故障次数由7.5次/班次降低到0.2次/班次,减少97.3%;烟支质量QI(Quality Index)得分由95.46分提升到95.90分。该方法可为提升高速卷接设备运行效率提供支持。