服务体执行流模型中消息通信的时间可预测性分析

Minicore是基于服务体执行流模型的新型微内核,它有效的将操作系统中的存储模型和运行模型相分离.微内核的高度模块化的设计使Minicore对服务体(Minicore的基本单元)间的消息通信的依赖度极高.于是对于Minicore操作系统的时间可预测性分析也无可避免的依赖于通信模块的时间可预测性.本文的工作即是通过计算Minicore通信模块的WCET,分析消息通信的时间可预测性,为未来实现时间可预测的通信机制并分析Minicore的时间可预测性提供基础.对通信模块的WCET分析计算采用静态WCET分析中的基于路径的算法,应用到Minicore系统的通信模块,包括四个阶段:提取目标代码片段,程序控制流分析,处理器特征分析和WCET计算.基于WCET计算结果本文定义配置相关的时间可预测性(CIPr)作为评估消息通信时间可预测性的指标.

基于服务体/执行流模型的MiniOSEK操作系统

为解决现有OSEK操作系统实时性不高、效率低等问题,提出了一种新的OSEK操作系统——MiniOSEK。MiniOSEK是建立在服务体/执行流模型的基础上,并符合OSEK/VDX标准规范的嵌入式操作系统。其设计思想是将消息驱动的思想引入到传统OSEK操作系统中,即当一个任务调用OSEK操作系统规范规定的应用程序编程接口(API)函数时,只需要向该接口函数发送一个消息。这样可以减少上下文切换所需的时间,提高嵌入式系统的实时性。

基于服务体/执行流模型的MiniCore系统的容错设计

空间环境中的计算机系统要求高可靠性.针对存储受限的空间嵌入式实时系统,从内存可靠性和任务容错调度两个角度出发,提出了一种两级容错设计方案.该方案由系统级的周期性内存检错纠错机制和任务级的一种改进的主/副版本容错调度机制组成.方案的实验验证在一款基于服务体/执行流模型(SEFM)设计的嵌入式操作系统Mini Core中进行.加入两级容错机制后,内存数据准确性得到保证,Mini Core内核代码空间增加了约33%,时间性能指标略微下降,任务的执行成功率和调度质量显著增加.

一种新型的构件化操作系统的内核设计

采用构件化模型是当前操作系统设计新的发展趋势.构件化操作系统设计的关键技术集中反映在其内核的设计与实现中.本文首先介绍已有的内核结构以及操作系统新的抽象——服务体/执行流模型(SEFM),进而介绍基于SEFM的构件化操作系统Minicore中内核(核心服务体)的设计技术.最后以实际的测试数据验证了所采用技术的有效性.