一种嵌入式实时分布计算系统的安全策略设计

本文介绍了一种基于防火墙和安全分布式操作系统的 ,嵌入式实时分布计算系统的安全策略设计 ,其中由包过滤路由器和堡垒主机构成的防火墙屏蔽来自系统外部的攻击 ,防火墙中包含了IPSec协议安全机制。

分布式嵌入式计算系统关键技术研究

随着物联网、人工智能、云计算等技术的快速发展,分布式嵌入式计算系统在各个领域的应用越来越广泛。分布式嵌入式计算系统是一种将计算任务分布在多个嵌入式设备上,通过网络进行通信和协作的计算系统,具有灵活性强、可靠性高、可扩展性好等优点,是当前计算机领域的研究热点。因此,本文围绕分布式嵌入式计算系统的关键技术进行研究,为该领域的发展提供理论支持。

面向计算机系统能力培养的嵌入式系统原理与应用金课建设

瞄准金课高阶性、创新性和挑战度的建设标准,以计算机系统能力培养为总体目标,结合实验体系和线上线下混合课堂的特点,提出面向计算机系统能力培养的嵌入式系统原理与应用金课的建设路径,从教学内容、教学模式、实验体系、考评机制和教学团队建设等方面具体介绍教学改革实践过程,并说明实践成效。

面向任务协同的异构多核嵌入式系统实时调度方法

以往的异构多核嵌入式系统实时调度方法由于仅设置了系统实时调度模型的单项参数,导致系统调度时间过长。本文设计了面向任务协同的异构多核嵌入式系统实时调度方法。面向任务协同构建嵌入式系统实时调度模型,计算系统任务节点的传输情况,构建系统实时调度的数学模型,对构建的实时调度模型中的任务数据信息进行汇集,并进行自适应分析处理,以此为基础,设置实时调度模型的时间均衡控制参数和安全性系数,从而实现嵌入式系统的实时调度。通过上述设计,完成对异构多核嵌入式系统实时调度方法的设计。在仿真实验中,与以往的异构多核嵌入式系统实时调度方法相比,本文设计的面向任务协同的异构多核嵌入式系统实时调度方法的调度时间最长仅为5 s,调度时间更短。

实时嵌入式控制系统在自动化仪表中的应用

随着工业自动化水平的不断提高,对自动化仪表的智能化和实时性要求越来越高。实时嵌入式控制系统凭借其实时性、可靠性和灵活性等优势,在自动化仪表领域得到了广泛应用。分析了实时嵌入式控制系统的特点,阐述了其在自动化仪表中的应用,并以智能PID控制器为例,详细介绍了实时嵌入式控制系统在自动化仪表中的实现方法。研究表明,采用实时嵌入式控制系统可显著提升自动化仪表的性能和功能,为工业过程控制提供更加精确和可靠的解决方案。

实时响应的嵌入式系统虚拟化微内核架构分析

为解决传统单一化嵌入式系统在应用过程中导致平台设计冗余的问题,文章将多操作系统架构平台引入嵌入式系统架构中,构建合适的嵌入式虚拟化平台,现阶段,为保证平台的应用价值充分发挥,先对实施虚拟化为内核架构方法进行研究,然后以seL4微内核架构为例,分析基于Chcore Hypervisor实现嵌入式虚拟化的方法,最后,对系统功能加以测试。研究结果表明,采用上述方法构建的实时响应嵌入式系统虚拟化微内核架构,具有良好的性能。希望通过本文研究,为嵌入式系统架构应用价值的提高提供参考。

实时嵌入式系统有状态应用的分布式并行计算架构

针对强实时嵌入式系统多节点按帧轮询并行处理计算架构下,有状态应用无法直接并行化计算问题,从状态信息实时并行角度出发,提出了基于状态分区的并行计算架构和基于全连接的并行计算架构两种并行计算架构,并从并行计算节点动态伸缩扩展、并行计算节点故障失效、状态信息维护通信资源占用情况三个方面对这两种计算架构的动态可伸缩可扩展性、系统可靠性、通信资源占用率进行了分析,显示基于全连接的并行计算架构综合性能更优,对有状态应用多节点并行计算的系统架构设计和工程实现具有重要指导意义。

基于分布式流式计算的蛋鸡养殖实时监测与预警系统

为实现蛋鸡养殖生产过程参数实时监测与预警,研发了基于分布式流式计算框架Data-Canal的蛋鸡养殖实时监测与预警系统。Data-Canal是面向数据流的分布式计算框架,使用控制流集中、数据流分散的模型,以分布式文件系统为中间结果的存储,支持异地多数据源的实时采集和处理。系统以Data-Canal为基础设施,在具有一定扩展性的情况下,保证实时性。系统采用Brower/Server模式,用户通过浏览器即可访问,提升了信息共享的便捷性。系统实现了规模化蛋鸡生产过程实时数据采集与展示、生产信息管理、实时预警、决策分析和系统管理功能,对蛋鸡养殖全生命周期进行了全方位的管理。运行效果表明,该系统可以解决规模化蛋鸡生产过程中产生海量数据信息化和实时处理问题,在部署8台机器的情况下,Data-Canal集群的处理能力峰值达到160 MB/s,延迟在分钟级别,在线上实验环境中,Data-Canal集群每天处理约25 GB的数据,而且系统后期维护和升级都极为便利。

嵌入式实时操作系统可信计算技术研究

可信计算能有效提高嵌入式实时操作系统的安全性,但现有的可信计算技术较难满足该系统实时性和低功耗的要求。为此,提出一种基于VxWorks内核的可信计算解决方案。设计嵌入式实时可信平台模块和可信软件栈,实现基于完整性度量证书的信任链传递结构和轻量级访问控制框架。实验结果证明,可信平台模块相比SW-TPM模块平均命令执行时间节省了65.81%,轻量级访问控制框架对系统内核的性能影响也较小,可满足嵌入式实时操作系统的应用要求。

基于DSP的嵌入式导航计算机分布式系统设计

为满足MIMU/GPS组合导航系统的小型化、低功耗、低成本等条件,以及越来越高的精度要求,以TI公司TMS320VC5402型DSP器件为核心,设计了一种嵌入式导航计算机分布式系统。此设计可提高系统的精度,更好地满足系统实时性要求。

分布式实时嵌入式系统的能耗建模与分析

为支持分布式实时嵌入式(DRE)系统的能耗分析,提出了一种能耗时延Petri网(ECTPN)对系统的模块、任务、任务间关系、通信协议等进行建模。基于所建DRE的ECTPN模型,分析系统的可调度性和能耗约束,并给出启发式算法来计算满足时间约束和能耗约束的可行调度。最后应用一个实例模拟系统的建模和分析过程,从而直观地展示了该方法的可行性。

分布式卫星嵌入式计算机系统结构设计方法

针对分布式卫星的运行环境和任务特点,综合考虑分布式卫星嵌入式计算机系统在可靠性、安全性和实时性方面的要求,提出了一种基于三级容错的主辅式双系统体系结构设计方法。论文分析了分布式卫星的特点和星上嵌入式计算机系统的设计要求,对三级容错设计、主辅式双系统安全设计以及基于可信平台模块(TPM)的辅系统设计进行了详细的阐述。该设计方法已成功应用于地面原理验证系统中,结果表明其可以很好地解决分布式卫星嵌入式计算机系统的可靠性、安全性和实时性问题。

动态可重配置的星上嵌入式实时计算系统

卫星上由于特殊条件的限制,计算机处理速度满足不了对信号处理的需要,而且不能在有限的硬件规模和功耗的情况下灵活地实现各种计算处理功能。提出了一种基于嵌入式微处理器配合大规模现场可编程门阵列(FPGA)的动态可重配置结构的星上实时计算系统的体系结构设计,可在一块FPGA资源上通过动态重配置实现不同的信号处理功能。实际应用证明,处理速度和性能得到了大幅度提高。

基于优先级时间Petri网的实时嵌入式多核系统分析

已有的基于点区间优先级时间Petri网分析实时嵌入式多核系统的工作,存在以下不足:(1)点区间优先级时间Petri网只考虑每个任务的执行时间是一个固定值的情况,而更多的实际应用中每个任务的执行时间是在一个区间范围内,因此不能模拟这些应用;(2)没有实现从任务依赖图到点区间优先级时间Petri网的自动转化,不便于工程设计人员使用;(3)没有考虑任务间互斥访问共享变量的情况.为此,定义了优先级时间Petri网(Pri-TPN)以弥补第1个不足;定义带有资源分配与优先级的任务依赖图(TDG-RAP)以弥补第3个不足;给出从TDG-RAP到Pri-TPN的转化规则与算法以弥补第2个不足,以及基于Pri-TPN分析任务最坏执行时间与系统死锁的算法;开发工具软件,方便工程设计人员使用.

基于Petri网的分布式实时嵌入式系统的调度分析

在基于资源的Petri网建立的分布式嵌入式系统模型中,针对没有考虑并行问题的常规调度分析算法无法计算出正确的调度长度的不足,通过引入时间基准和相对于初始状态类的触发域,得到了新的适合分布式实时嵌入式系统的调度分析算法。

嵌入式分布实时系统自适应资源管理架构

分析了开放嵌入式分布实时(Distributed Real-time and Embedded,DRE)系统的自适应资源管理需求,针对传统静态资源管理方法的不足,提出了一种面向开放DRE系统的自适应资源管理架构;该架构采用动态任务管理、实时资源分配和自适应控制三种关键技术,能够更加适用于开放、动态的环境,有效应对资源约束和资源状态、应用程序QoS的变化;提高系统性能和稳定性;屏蔽底层硬件资源的异构性,为上层应用提供统一的服务接口。

嵌入式实时系统中分布式RTOS的设计与实现

在构建了嵌入式实时系统的分布式硬件平台基础上 ,研究了嵌入式实时系统中分布式RTOS的设计与实现问题 ,抽象出应用于此类系统的RTOS层次模型 ,并给出了实时通信核心技术和分布任务调度策略 .

嵌入式网络分布式负载任务并行计算系统设计

传统的嵌入式网络分布式负载任务并行计算系统工作性能差。针对这一问题,设计一种新的并行计算系统,系统硬件由存储层、缓存层、执行层组成架构。通过STORE selection模块连接各层数据,Zookeeper模块监控系统的整体运行变化,data loader模块负责引入外部数据,利用分布式索引结构将得到的数据存储在系统中,设计失效节点检测机制增加系统的容错性,每个节点都设计对应的常驻进程,优化构建查询模块,提高用户查询效率。软件由准备阶段、执行阶段和完成阶段组成,每个阶段的任何一个环节出现问题,都会直接导致进程失败。设计对比实验检测系统效果,结果表明,相较于传统系统,文中给出的并行计算系统在计算过程中消耗的索引量更少,并行计算性能更强,所有的计算都可以在系统中进行,确保系统的负载均衡特性得以提高。

基于实时分布式计算机系统的容错技术研究

目的为研制适应第四代飞机高度综合化、模块化、高可靠性的航空电子系统的计算平台。方法提出了分层容错管理策略。结果由系统、分系统和模块构成三级容错管理策略;由故障监控程序负责故障的监控和确认,并将确认的故障交由故障管理程序处理;由故障管理程序根据蓝图定义完成重构;重构通过逻辑功能到物理资源的不同映射方式实现;给出了这些过程的实例。结论容错功能的实现必须以保证强实时系统的确定性为前提。

基于嵌入式计算机和Ethernet的分布式波控系统

介绍一种基于嵌入式计算机和以太网 (Ethernet)的相控阵雷达分布式波控系统。整个波控系统以数个嵌入式计算机为核心 ,通过以太网与雷达的控制计算机通讯。