基于互斥量的MbedOS调度机制剖析

为了能清晰理解互斥量对共享资源的独占访问原理与机制,在简要分析实时操作系统的互斥量的含义、应用场合、调度机制以及关键要素作用的基础上,对mbedOS互斥量调度机制进行了理论剖析。以KL36芯片为例对mbedOS的互斥量进行了实践,基于时序图采用printf方法直观地输出了线程响应互斥量的调度过程信息,并对互斥量调度机制的实时性能进行分析。通过对互斥量调度机制的剖析,有助于进一步分析mbedOS的其他同步与通信方式,也可为深入理解其他实时操作系统的同步与通信手段提供参考借鉴。

实时操作系统mbedOS启动流程剖析

mbedOS是ARM公司于2014年开始推出的一款面向智能终端与物联网节点的实时操作系统,它提供了线程管理与调度、内存管理、时钟管理、队列管理等基本功能要素。在深入分析mbedOS的功能要素和函数调用关系的基础上,简要给出了KL36芯片的启动流程,重点剖析了mbedOS堆栈的设置、中断向量表的重定向、内核的初始化、主线程的创建以及内核的启动,最后对mbedOS启动过程中存储使用情况进行了分析,为mbedOS在不同微控制器上的移植提供了技术基础,也可为分析其他RTOS的启动提供参考。

基于ARM Cortex-M4的mbedOS调度机制剖析

为了能清晰理解mbedOS调度基本原理与机制,通过阐述ARM(Advanced RISC Machines)Cortex-M4内核对实时操作系统的支持特性,分析了实时操作系统常用的调度策略,采用流程图分析、上下文核心代码解析等方法重点剖析了SVC(Supervisor Call)中断、PendSV中断和SysTick中断3种mbedOS调度策略实现方法,最后以意法半导体的STM32L431芯片为例给出了mbedOS的线程调度剖析实践。通过对mbedOS的线程调度剖析,有助于深入理解mbedOS的调度机理,为设计多任务系统提供帮助,也为分析其他实时操作系统提供参考借鉴。

构件化mbedOS工程框架研究与实现

mbedOS是ARM公司于2014年开始推出的一款面向智能终端与物联网节点的实时操作系统。针对其官网提供的庞大资源体系,抽取出面向特定应用的工程框架,对实际应用开发具有重要价值。通过深入分析mbedOS资源的构成,厘清其结构关系,根据嵌入式软件工程的基本原理,以构件为基础,以软件最小系统为核心,提出可移植、易扩充的基于mbedOS的应用工程框架,为mbedOS的应用研究提供了基础,有效地降低了mbedOS的应用难度。

实时操作系统mbedOS的移植方法

MbedOS是ARM公司于2014年开始推出的一款面向智能终端与物联网节点的实时操作系统,主要用于对响应时间有较高实时性要求的嵌入式系统.在深入分析mbedOS的基本功能、调度机制、延时函数机制、任务间通信机制等基础上,以可移植的mbedOS工程框架为基础,分析移植的共性问题,给出具体的移植方法.在此基础上,实现了mbedOS在ARM Cortex-M系列的不同内核及不同MCU上的移植,还给出了不同开发环境间移植共性问题分析,为mbedOS的应用研究提供了基础,有效地降低了mbedOS的移植难度,也可为其他RTOS的移植提供参考.

基于STM32的mbedOS信号量调度机制剖析

目前,嵌入式实时操作系统的调度机制的研究主要集中在Linux、FreeRTOS、VxWorks等操作系统,而对mbedOS中调度机制的研究缺乏相关资料。对此,通过信号量这一同步机制,在简要分析信号量的含义和有关要素的基础上,对mbedOS中的信号量调度机制及其关键函数进行理论分析,继而通过多任务并发的调度实验,进一步验证理论分析的正确性。通过时序图对调度机制进行总结,并对信号量调度机制的实时性能进行剖析,可为不同微控制器上的mbedOS信号量的应用提供基础,也为剖析其他RTOS(Real-Time Operating System)的信号量机制以及深入理解RTOS的工作原理提供了重要的借鉴价值。

基于STM32的mbedOS线程信号剖析

针对RTOS的线程信号研究集中在调用算法或应用等方面,而对RTOS内部的线程信号响应机制、响应时间性能或运行流程的研究较少。对此,在分析RTOS的线程信号的作用、响应机制原理和关键技术要点的基础上,提出基于printf方式输出线程信号响应机制过程的剖析方法。以STM32L431芯片为例给出mbedOS的线程信号剖析实验例程,以时序图的方式进行归纳总结。该方法可以帮助读者从更加微观的角度理解mbedOS的线程信号响应的整个脉络结构,为剖析RTOS其它通信机制原理提供借鉴。

基于STM32的mbedOS优先级反转问题机制剖析

目前,针对嵌入式实时操作系统优先级反转问题的研究集中在VxWorks操作系统、WinCE操作系统、μC/OS-Ⅱ操作系统等,而对mbedOS操作系统避免优先级反转问题的机制研究方面缺乏相关材料。基于分析优先级反转问题出现的缘由、现象以及相关解决方案,通过实验例程对mbedOS中解决优先级反转问题的机制进行深入剖析。最后通过时序图的方式对该机制进行归纳总结,可为mbedOS的应用研究和在不同微控制器上的移植提供基础,也可为不同实时操作系统下解决优先级反转问题机制的比较分析提供参考。

实时操作系统mbedOS互斥量调度机制剖析

嵌入式产品研发中使用多线程并发运行时,为避免公共资源被破坏或线程运行异常,通常使用互斥量(Mutex)来防止公共资源在线程运行时被其他线程抢占。不同于使用单一变量实现的互斥量,在实时操作系统中为优化线程调度并避免错误,所使用的互斥量较复杂且不易理解。目前关于嵌入式实时操作系统中互斥量的实现及应用的相关资料较少,文中在对实时操作系统mbedOS中互斥量的数据结构与操作函数进行详细分析的基础上,设计出一个使用互斥量保护公共资源的软件实例,实例中包含对小灯的控制以及使用串口输出线程的实时运行情况。通过观察灯光的变化并结合串口输出信息,能够直观地理解mbedOS对使用互斥量的进程调度机制,也可为读者理解其他实时操作系统中互斥量的机制提供参考。

基于GEC架构的mbedOS驻留技术研究

针对当前MCU在实时操作系统上进行嵌入式应用程序开发的需求,提出使用GEC架构,并且在该架构下实现mbedOS操作系统驻留内存,其中提出合理划分Flash和RAM空间设计规则,总结出使用API动态链接技术实现用户程序调用接口程序进行编程,实现嵌入式编程和通用计算机编程类似,缩短编译时间,加快开发效率.最后分别在S32K144和MKL36Z64进行设计实验,实验表明该技术具有可行性.

基于mbedOS的事件机制响应调度的实时性分析

事件机制是mbedOS中一种对任务进行实时控制的同步手段。为了深入分析事件机制响应调度的实时性,提出一种基于printf函数的时序分析方法,通过中断与线程的同步实验,在简要分析了响应调度的理论时间和过程的基础上,对实际响应时间进行了测试和分段解析,进一步探究了影响响应时间的要素。实验结果表明,该方法能有效完成实时性分析,提高mbedOS中事件机制对任务的更精确控制,也为其他RTOS(Real-Time Operating System)的实时性分析提供一定的技术基础。

mbedOS实时操作系统延时机制剖析

延时函数的使用可以避免程序空跑,让CPU更好地为其他任务服务。通过对延时函数基本原理的阐述,剖析了mbedOS实时操作系统延时函数的调度机制。以意法半导体的STM32L431芯片为例,进行mbedOS延时函数剖析实践,结合相关函数、关键代码、流程图、时序图、printf调试等分析手段,将延时函数的整个调度过程显示输出。通过对延时函数的分析,有助于读者从微观层面理解其调度过程,也可为分析其他实时操作系统提供参考和借鉴。

实时操作系统事件响应机制剖析

为了能清晰理解事件的工作原理与机制,通过分析事件在实时操作系统中的作用、响应原理及流程,基于KL36微控制器采用类PC机的printf输出法,从调度过程时序、响应时间性能等方面剖析了mbedOS的事件响应机制。实验结果表明,通过printf函数能将事件响应过程的线程地址、队列地址,队列内容、线程进出队列情况以及事件位等信息直观输出,为读者从底层理解mbedOS的事件响应原理和流程提供便利,也为分析mbedOS的其他同步与通信手段的脉络结构提供方法借鉴。

基于S32K144的无刷直流电机控制系统

针对无刷直流电机对于控制系统的稳定性和动态性要求,设计了基于S32K144的高性能硬件电路和软件控制系统。硬件电路中添加光耦隔离电路以提高信号抗干扰能力;软件上使用mbedOS,实现速度电流双闭环控制结构,结合专家PID调节策略,提高系统的动态性能。实验证明,该控制系统控制精度达到0.5%以内。