嵌入式Forth虚拟机架构的多任务调度算法设计与实现

针对嵌入式应用领域对操作系统在重构、扩展、移植、交互、安全、高效等方面日趋苛刻的现实需求及Forth系统所固有的特性,采用Forth虚拟机技术,对基于Forth虚拟机架构的嵌入式操作系统关键技术进行探索,提出一种具有良好扩展和移植特性、高效精简的基于Forth虚拟机架构的嵌入式多任务操作系统调度算法。该算法采用了以Forth虚拟机指令同步的协同式多任务调度机制,缩短了任务切换时间,将上下文切换操作简化为只需保存数据堆栈指针。实验结果表明,基于Forth虚拟机架构的多任务调度算法发挥了Forth系统所固有的特性,针对特定应用,提高了效率,适合资源有限的嵌入式环境。

基于Forth虚拟机的嵌入式多任务操作系统体系架构研究

面对越来越复杂的嵌入式应用需求,以及当今嵌入式操作系统研究领域中亟待解决的重构、移植、维护、可信、多核、众核等诸多难题,采用Forth虚拟机技术,对基于Forth虚拟机架构的嵌入式操作系统关键技术进行探索,提出一种具有良好扩展和移植特性且高效精简的基于Forth虚拟机的嵌入式多任务操作系统体系架构。该架构采用分类存储映射、Forth向量定义和用户变量分离,实现了代码共享和多任务管理。实验结果表明,基于Forth虚拟机架构的嵌入式操作系统在发挥Forth系统固有特性的同时,减少了资源占用,提高了系统的灵活性及运行效率。

嵌入式Forth操作系统多任务空间复用算法

针对现有嵌入式Forth操作系统多任务空间无法复用且多任务管理仅支持任务创建的问题,提出一种基于Forth虚拟机架构的嵌入式操作系统多任务空间复用算法。将任务控制块作为空闲任务映像分区链表头结点,利用任务控制块中的链接地址变量维护系统删除的后台任务映像,且仅需修改一个用户变量指针即可实现任务映像空间的回收和重分配。实验结果表明,该算法在保证Forth系统稳定及其固有特性的同时,提高了Forth系统内存资源利用率,适用于资源有限的嵌入式环境。

基于Forth虚拟机的嵌入式动态装载系统研究

当前流行的嵌入式Forth系统均不支持动态装载,即不支持固件模块的在线编辑、在线更新、在线编译、在线调式。本文采用Forth虚拟机技术、延迟词等技术,在前期AmForth多任务操作系统研究的基础上对SD卡驱动、文件系统接口、Forth缓冲池管理以及固件在线编译等动态装载关键技术进行研究。同时,利用Forth特有的解释/编译在线交互能力,提出一种新的嵌入式Forth动态装载机制,在资源有限的条件下,实现了固件模块的动态装载,为嵌入式领域固件模块在线编译提供了解决方案。

嵌入式突发任务调度方法研究与仿真

面对突发任务调度过程中存在卡顿、负载均衡分配效果不佳等情况,对基于Forth虚拟机技术的嵌入式突发任务调度展开仿真探索。利用Forth虚拟机构建嵌入式突发任务调度框架,其中任务控制块利用任务R/D堆栈形成任务映像后,利用RAM模块形成任务信息块并在FLASH任务字典内创建任务名词,利用静态分配方式经过创建、初始化等步骤建立突发任务;虚拟机通过判断突发任务调度优先级均衡分配负载,利用时间轮转调度算法实现突发任务调度。实验结果表明:删除突发任务后,任务占用空间数值大且内存占用率下降幅度较大,调度流畅性较好;任务初始地址与其中一组就绪队列数值相同,另一组就绪队列数值不断增加,负载均衡分配较合理。