嵌入式操作系统加载模式选择方法研究

针对现有嵌入式操作系统加载模式选择方法会增加额外硬件开销和牺牲加载速度的问题,提出了一种基于链路状态信息的嵌入式操作系统加载模式选择方法。该方法利用上电后先复位PHY等外设再复位CPU,CPU运行BootLoader读取并判断PHY的链路建立指示信号确定加载模式,若链路建立指示信号指示网络已连接好,则选择以太网远程加载模式,其他情况下都选择本地存储器加载模式。工程应用实测结果表明,该方法稳定可靠。

核电嵌入式操作系统健康监控体系的设计与实现

研究、设计符合核电嵌入式操作系统要求的健康监控体系,对维护操作系统安全、稳定运行具有重要意义。对操作系统健康监控技术进行了研究。分析了核电领域技术需求与操作系统故障模式。在自主研发的核电仪控平台嵌入式操作系统中,利用硬件中断捕获技术、故障派发机制、虚拟中断技术,设计与实现了一种操作系统健康监控体系。该体系具有多层级故障监测、快速故障捕获、精准故障派发、高效故障处理的特点,并满足核电站安全性、可靠性、确定性、高效性的要求。该体系可为核电领域其他嵌入式操作系统的健康监控研究提供借鉴。

一种面向嵌入式操作系统的形式化验证方法

操作系统是整个计算机系统的核心与基石,其可靠性与安全性至关重要.操作系统的故障或漏洞可能会导致系统崩溃、数据丢失、隐私泄露和安全攻击等问题,特别是在安全攸关系统中,一旦操作系统发生错误,就可能会造成重大人员伤亡或财产损失.一直以来,如何保障操作系统的安全性和可靠性对学术界和工业界都是一个重大挑战.目前验证操作系统安全性的方法有软件测试、程序静态分析、形式化方法等.其中,形式化方法是最有潜力确保操作系统安全可信的方法,通过使用形式化方法,建立数学模型并进行系统的形式化分析和验证,从而发现潜在的错误和漏洞.在操作系统中,形式化方法可以用于验证操作系统的功能正确性、完整性以及系统安全性等.在已有的针对操作系统形式化验证的成果基础上,提出了一个面向嵌入式操作系统的形式化验证方案,采用VCC(verified C compiler)、CBMC(C bounded model checker)以及PAT(process analysis toolkit)工具分别对操作系统单元层面、模块层面和系统层面进行验证.该方法已成功应用到某操作系统的任务调度架构案例中,对于嵌入式操作系统的分析验证具有一定的通用性。

国产嵌入式操作系统工程教学探索

LiteOS、TecentOS Tiny、AliOS Things和RT-Thread等四种国产嵌入式操作系统都具备支持多线程、实时性和模块化等能力。它们还在低功耗、安全、支持终端入云以及集成开发环境易用等方面有较好表现,符合当前物联网开发的技术趋势。在电子信息产业国产化浪潮下,开设基于STM32开发板的国产嵌入式操作系统实践课程,从社会实际需求角度培养大学生动手能力,建立自主可控意识。

基于项目驱动的“嵌入式操作系统”课程改革与实践

为了加快“嵌入式操作系统”课程改革,加强对学生自主学习、创新能力的培养,对“嵌入式操作系统”课程教学现状进行分析,详细阐述了基于项目驱动的“嵌入式操作系统”课程教学设计原则,严格遵循项目内容完整、重视学习过程、涵盖重点知识等要求。立足项目驱动教学法提出“嵌入式操作系统”课程改革的策略,通过明确教学目标、重视项目创新、理论融合实践及改革考核方法等措施,充分发挥项目驱动教学的价值,促使学生的综合能力不断提高。

嵌入式操作系统基于PCIe网卡驱动适配

针对国产网卡芯片的广泛应用,于嵌入式操作系统适配网讯千兆网卡的网络协议驱动。测试结果表明设计实现的网络协议驱动功能正确、运行稳定,可以使用户可靠地通过网络协议驱动完成网络数据的接收和发送,实现网络的通信功能,满足TCP/IP等协议需求。

一种嵌入式操作系统的运行时效能监视技术研究

通常嵌入式系统调试工具只提供静态信息,难以诊断和定位故障,无法满足嵌入式软件开发者的需求。基于机载应用的开发需求,对嵌入式系统的运行时效能监视技术做出了分析,给出一种嵌入式操作系统的效能监视工具的设计与实现,能够有效帮助开发和集成人员评估和分析机载应用软件的运行时效能,能够辅助开发人员对系统及应用的故障定位及性能调优,为故障诊断和应用优化提供依据。

“新工科”背景下“嵌入式操作系统”课程教学改革研究

根据国家对“新工科”人才培养模式的需求和工程教育理念,本文对“嵌入式操作系统”课程的教学现状和问题进行了分析,通过对课程教学内容重构,提出了以项目引领、任务驱动的线上和线下混合教学模式和“以学生为中心”的教学方式,课程的虚拟仿真实验平台建设方案和以能力考核为主的过程管理考核方式。通过课程教学改革措施,使计算机科学与技术专业学生具备解决复杂工程问题的能力和实践创新能力,力图达到“新工科”建设所要求的目标,更好地满足“新工科”产业对人才的需求。

嵌入式操作系统虚拟机隔离性的测试方法研究

虚拟机隔离性是实现嵌入式操作系统高可靠性的主要技术手段,但传统的可靠性测试方法对虚拟机隔离性并不适用。针对以上问题,在简述了虚拟机的空间隔离、时间隔离、中断资源隔离、数据耦合隔离等4项测试内容基础上,结合核心虚拟机、应用虚拟机、IDLE虚拟机、时间表调度、优先级调度、虚拟服务、共享内存等概念,详细分析和说明了虚拟机这些隔离的13种具体测试方法,为保证嵌入式操作系统可靠性提供了一种新的尝试。

嵌入式操作系统数学库函数测试方法研究和应用

核鹭操作系统数学库以C语言函数库的形式提供常用的若干数学函数,被用于核安全重要的仪控系统,直接参与核安全重要功能的实现,因此必须在使用前对其进行全面验证和确认。为提高测试全面性、有效性和测试执行的自动化程度,研究者采用对比测试方法完成测试工作,以保证各函数的计算正确性和精度:首先在参考环境(通用PC机)下,按照IEC 60559中浮点数定义和各待测函数定义域和计算方法等特性,生成各待测函数输入值序列并在参考环境下调用编译工具内置的库函数计算出对应的函数输出值,再将已产生的各待测函数输入值序列和对应的函数输出值以二进制文件方式保存并传递给嵌入式操作系统目标机运行环境,并在目标机运行环境下调用嵌入式操作系统数学库函数计算各待测函数输入值序列的对应函数输出值,最后以二进制值的方式比较不同环境下的函数输出值,分析测试中发现的问题以及计算误差产生原因和可接受条件,最终确保嵌入式操作系统数学库函数在其定义域内计算正确并在可接受的误差范围内。

嵌入式操作系统MQX内存管理机制分析与改进

针对嵌入式实时操作系统MQX(Message Queue e Xecutive)中内存管理不够灵活等问题,提出一种基于哈希索引表和最先匹配策略相结合的自适应内存管理算法,针对不同大小的内存采用不同的内存管理策略。对于小块内存采用哈希索引表组织,实现内存分区池的常数级定位,并且通过双向链表将分区池紧密联系提高内存申请的鲁棒性;对于大块内存采用最先适应策略,减少内部碎片的产生,提高内存的利用率。实验结果表明,改进后的算法在保证MQX原有内存管理算法较高实时性的同时,提高了内存申请的命中率以及内存管理的可靠性。

基于TMS320C6678 DSP+天熠嵌入式操作系统的软件模块动态加载的研究与实现

针对复杂嵌入式系统中的不同厂商的软件模块产品集成、应用程序升级、故障恢复的需求,本文对于C6000系列DSP上实现动态加载进行了研究,并基于TMS320C6678 DSP+天熠嵌入式操作系统弹载版设计实现了软件模块的动态加载器,并将其作为天熠嵌入式操作系统产品的组件,在由高性能的DSP构成的复杂、高可靠性嵌入式系统中具有广泛的应用前景。

基于嵌入式操作系统的健康监控机制设计与实现

针对嵌入式操作系统故障报告等问题,介绍了一种基于嵌入式操作系统的分级健康监控处理机制。该机制将嵌入式操作系统的故障等级主要分为进程级、模块级和直接处理级,将故障或系统警告以健康监控事件的形式通过消息队列传递到相应等级的处理进程中,并根据健康监控配置表选择相应的故障处理程序以实现故障处理。该机制在某嵌入式操作系统中验证了该健康监控机制的有效性和可靠性。

国产嵌入式操作系统的I2C驱动设计与实现

通过分析FT2000/4平台上所采用的I2C总线特点,针对性地设计了驱动模型,并完成国产嵌入式操作系统下I2C总线基本功能的实现,对设计的驱动进行了实验验证。实验结果表明,提出的I2C驱动基本功能正常,能够满足处理器与外围芯片的通信要求。

嵌入式操作系统虚拟化技术的研究

近年来嵌入式操作系统得到了蓬勃发展,应用场景也逐渐增多。市场上大多数传统的嵌入式操作系统都属于平板式操作系统或分区式操作系统。随着用户需求不断增多,单纯的平板式操作系统和分区式操作系统的处理越来越不能完全满足复杂场景。硬件技术的发展,硬件的虚拟化技术能够提供最多三态权限,使系统、分区系统和应用能得到充分的隔离。以PowerPC架构为例,研究了硬件虚拟化技术在嵌入式操作系统上的实现。

基于PowerPC的嵌入式操作系统异常处理研究

PowerPC处理器因其低能耗及优异的性能而广泛应用于航空航天嵌入式操作系统中[1]。在此研究了一种基于PowerPC处理器的操作系统异常处理方法。介绍PowerPC的基本异常类型,从异常状态寄存器和异常处理地址展开,阐述PowerPC的异常处理机制。基于此研究了一种嵌入式操作系统的异常处理方法,并分享几种调试异常的技巧。

嵌入式操作系统下SM107 PCI桥适配技术研究

SM107 PCI桥作为一款国产化高性价比的通用PCI桥,广泛应用于高性能航空航天嵌入式操作系统中。介绍了一种嵌入式操作系统下SM107 PCI桥的适配方案,分别讲解了PCI访问方式、初始化SM107 PCI、地址空间映射及外围PCI设备的配置,并以国产嵌入式操作系统为例,验证了适配方案的可行性。

混合关键系统助力工业智能系统蓬勃发展——“第五届国产嵌入式操作系统技术与产业发展论坛”圆满结束

嵌入式人工智能快速发展,对于高性能计算需求越来越大。为了应对日益复杂和不确定的外部环境,国产嵌入式智能系统更离不开兼顾强实时和高算力的异构多核国产智能芯片和国产基础软件。工业智能系统对基于智能芯片上的混合关键系统的需求尤为强劲。

夯实基础,构建安全可靠的工业操作系统 --“第四届国产嵌入式操作系统技术与产业发展论坛”圆满结束

嵌入式系统是电子信息产业的基础,是智能系统的核心。人工智能快速发展,嵌入式操作系统在智能系统中发挥了越来越大的作用。伴随电动汽车与智能网联汽车的快速发展,国产汽车产业正处于蓬勃发展阶段,汽车操作系统需求激增,国产化的呼声越来越高!

实时嵌入式操作系统μC/OS-II内核的分析与改进

基于源码公开的实时嵌入式操作系统μC/OS-II及对内核的分析,该文对μC/OS-II的调度算法提出了改进,即扩充了任务数目,采用了任务分类的方法,使其能支持多于64个任务的调度,并可根据实际要求,对任务分组采用不同的调度算法,同时在整体上保持优先级调度模式。该文给出了局部时间片轮转调度和优先级调度算法的实现。