基于RTOS的DSP硬实时开发平台的设计
发布时间：2020-08-31 10:45
由于缺乏优化的C编译器和嵌入式RTOS的支持,目前,基于DSP的嵌入式硬实时系统的软件开发与调试仍是采用汇编语言面向裸机的开发模式,这种开发模式的根本问题就是开发效率低下,已经越来越不适应该系统向更加复杂、更加智能化的方向发展的要求。 针对缺乏优化的C编译器支持这一问题,本文分析了影响BF53x C编译器编译效率的瓶颈——不支持硬件循环,在此基础上,改进了Gcc对硬件循环的支持,并在Gcc for BF53x上完整实现了对BF53x两层硬件循环的支持。 针对缺乏嵌入式RTOS的支持这一问题,本文首先提出了基于静态优先级调度的双任务模型,并据此在BF53x上实现了一个深嵌入式RTOS。该嵌入式RTOS仅具备简单的任务管理与调度功能,并且具有极小的额外开销(us级),非常适合于对实时性有苛刻要求的嵌入式硬实时系统。为了克服深嵌入式RTOS存在的可扩展性差等局限,本文进一步提出了基于有限的共享资源模型实现嵌入式硬实时Linux的新思路,并据此在BF53x上实现了一个高端嵌入式RTOS。该嵌入式RTOS是一个标准的GNU/Linux开发环境,具有良好的可移植性和可扩展性,可以有效提高应用的开发效率。同时,该嵌入式RTOS具有百us级的额外开销,对于大多数嵌入式硬实时系统是可以接受的。 最后,本文基于以上的两个嵌入式RTOS构建了全新概念的目标识别与跟踪系统,解决了实现中的关键问题,在保证系统执行效率的前提下有效的提高了系统开发效率,达到了预期的目的。
【学位单位】：电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2007
【中图分类】：TP368.11
【部分图文】：
高优先级任务就能够立即抢占低优先级任务而得到执行。但在多个务需要使用共享资源的情况下，可能会出现高优先级任务被低优先级任务阻塞并等待低优先级任务执行的现象。高优先级任务需要等待低优先级任务释放资源而低优先级任务又正在等待中等优先级任务的现象，就被称为优先级反转（priorinversion）。如图 2.1 所示。在该图中，高优先级任务由于与低优先级任务竞争享资源而被后者阻赛（t1-t3），之后低优先级任务被中优先级任务剥夺（t4-t5），而后者的执行时间将是不确定的，由此高优先级任务何时得到调度执行将是不定的，也就是说，优先级反转问题将导致不确定的内核剥夺延迟。
一旦任务获得某临界资源，其优先级将被抬升到可能的最高程度，而不管此它使用资源的时间内是否真的有高优先级任务申请该资源，这样就有可能影些中间优先级任务的完成时间。但在优先级继承协议中，只有当高优先级任请已被低优先级任务占有的临界资源这一事实发生时，才抬升低优先级任务先级，因此优先级继承协议对任务执行流程的影响相对要较小。7 硬实时性能衡量指标一：PDLT2.1 中提到的 PDLT（Process Dispatch Latency Time）定义如下[5]：从 HRT断产生到 HRTT 被调度并开始执行第一条指令这段延迟时间。详见图 2.2。
3.1.5 存储器层次结构计算机的先驱们正确的预见到了：第一，编程者希望拥有无限大容量的存储器；第二，解决这个问题的一个较经济的方法就是采用存储器层次结构结构中每一层都比其上一层具有更大的容量和更慢的访问速度。其后，基于访问的局部性原理以及硬件规模越小、其速度越快的指导思想，产生了基于速度和容量存储器的层次结构。这种组织结构的目标是提供一个存储器系统其价格几乎相当于最便宜的一层存储器的价格，但是访问速度却与最快一层近。层次结构中各层之间通常是子集关系，某一层中的所有数据总能在其下中找到，而下一层中的所有数据也能在再下一层中找到，如此直到层次结构底层。图 3.3 是一个典型的台式机和服务器的多级存储器层次结构。在该图中，c的管理（cache 到存储器的映射）和存储器的管理（包含存储器保护和存储器磁盘存储的映射）构成现代处理器的两个重要功能模块。后者即是所谓的 M
本文编号：2808693
【学位单位】：电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2007
【中图分类】：TP368.11
【部分图文】：
高优先级任务就能够立即抢占低优先级任务而得到执行。但在多个务需要使用共享资源的情况下，可能会出现高优先级任务被低优先级任务阻塞并等待低优先级任务执行的现象。高优先级任务需要等待低优先级任务释放资源而低优先级任务又正在等待中等优先级任务的现象，就被称为优先级反转（priorinversion）。如图 2.1 所示。在该图中，高优先级任务由于与低优先级任务竞争享资源而被后者阻赛（t1-t3），之后低优先级任务被中优先级任务剥夺（t4-t5），而后者的执行时间将是不确定的，由此高优先级任务何时得到调度执行将是不定的，也就是说，优先级反转问题将导致不确定的内核剥夺延迟。
一旦任务获得某临界资源，其优先级将被抬升到可能的最高程度，而不管此它使用资源的时间内是否真的有高优先级任务申请该资源，这样就有可能影些中间优先级任务的完成时间。但在优先级继承协议中，只有当高优先级任请已被低优先级任务占有的临界资源这一事实发生时，才抬升低优先级任务先级，因此优先级继承协议对任务执行流程的影响相对要较小。7 硬实时性能衡量指标一：PDLT2.1 中提到的 PDLT（Process Dispatch Latency Time）定义如下[5]：从 HRT断产生到 HRTT 被调度并开始执行第一条指令这段延迟时间。详见图 2.2。
3.1.5 存储器层次结构计算机的先驱们正确的预见到了：第一，编程者希望拥有无限大容量的存储器；第二，解决这个问题的一个较经济的方法就是采用存储器层次结构结构中每一层都比其上一层具有更大的容量和更慢的访问速度。其后，基于访问的局部性原理以及硬件规模越小、其速度越快的指导思想，产生了基于速度和容量存储器的层次结构。这种组织结构的目标是提供一个存储器系统其价格几乎相当于最便宜的一层存储器的价格，但是访问速度却与最快一层近。层次结构中各层之间通常是子集关系，某一层中的所有数据总能在其下中找到，而下一层中的所有数据也能在再下一层中找到，如此直到层次结构底层。图 3.3 是一个典型的台式机和服务器的多级存储器层次结构。在该图中，c的管理（cache 到存储器的映射）和存储器的管理（包含存储器保护和存储器磁盘存储的映射）构成现代处理器的两个重要功能模块。后者即是所谓的 M
【引证文献】
相关硕士学位论文 前1条
1 程勇明;基于嵌入式Linux的调度实时化的研究与实现[D];电子科技大学;2012年
本文编号：2808693
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