μC/OS-II嵌入式实时操作系统及优先级反转问题研究
发布时间：2021-05-24 10:38
嵌入式实时操作系统稳定可靠、易于移植、响应速度快,特别适合要求实时和多任务的体系。μC/OS-Ⅱ是一个源码公开的实时内核,专为嵌入式应用设计,具有实时性和可靠性的特点。在μC/OS-Ⅱ实时多任务内核中,优先级反转问题最为突出,它是影响系统实时性的最主要因素,因此,要保证系统的实时性和可靠性,需从根本上解决该问题。通过分析μC/OS-Ⅱ实时内核,论文研究了优先级反转问题产生的原因及解决方案。论文首先分析了嵌入式实时操作系统的发展状况,提出了优先级反转问题及其研究意义。其次分析了与优先级反转相关的实时内核结构,包括μC/OS-Ⅱ实时内核的五大功能模块：任务管理模块、时间管理模块、内存管理模块、任务间同步与通信模块及与移植相关的模块。概括了各模块的功能及相互间关系,阐述了主要函数的实现过程及原理,通过分析μC/OS-Ⅱ实时多任务内核,指出优先级反转产生的原因及影响,提出了优先级继承协议与优先级天花板协议两种解决方案。结合μC/OS-Ⅱ的特点,分析了两种方案的可行性,得出结论：优先级继承协议在μC/OS-Ⅱ实时内核中不可行,优先级天花板协议则有效可行。然后阐述了优先级天花板协议的思想与改进思路...
【文章来源】：南京邮电大学江苏省
【文章页数】：57 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
目录
第一章 绪论
1.1 课题背景
1.2 发展状况和未来趋势
1.3 论文选题依据及意义
1.4 论文安排
第二章 实时操作系统多任务及优先级反转
2.1 系统总体概况
2.1.1 实时系统功能介绍
2.1.2 实时操作系统μC/OS-Ⅱ介绍
2.2 任务运行单元
2.2.1 多任务及其切换特点
2.2.2 任务优先级分配操作
2.3 任务通信方式
2.3.1 消息邮箱
2.3.2 消息队列
2.4 任务多线程运行
2.5 任务运行中断机制
2.6. 反转现象的产生及分析
2.7 本章小结
第三章 优先级反转相关的实时内核功能分析
3.1 任务管理模块分析
3.1.1 建立和删除任务函数
3.1.2 删除、挂起及恢复任务过程
3.1.3 任务调度
3.2 同步机制功能分析
3.2.1 信号量
3.2.2 互斥锁(Mutex)
3.3 内存管理模块分析
3.4 时间管理模块分析
3.5 本章小结
第四章 优先级反转问题的研究
4.1 优先级反转
4.2 MC/OS-Ⅱ系统优先级反转问题对策
4.2.1 方法介绍
4.2.2 两种方法的可行程度
4.2.3 μC/OS-Ⅱ中天花板协议的实现
4.2.4 μC/OS-Ⅱ反转现象与解决方案的实例验证
4.3 实验结果的分析与改进设想
4.4 本章小结
第五章 总结与展望
5.1 全文总结
5.2 工作展望
致谢
参考文献
【参考文献】：
期刊论文
[1]一种RTOS任务调度新策略的设计与实现[J]. 曹一鹏,潘琢金,马爱萍,周振辉. 计算机应用与软件. 2010(06)
[2]基于NAND FLASH的ASIX OS Ⅱ文件系统的设计[J]. 于晓晨,钱丽丽,王兆富. 电脑知识与技术. 2009(19)
[3]μC/OS-Ⅱ内核分析[J]. 曹晓燕,周岩,李欣颖. 长春理工大学学报(自然科学版). 2009(01)
[4]μC/OS-II在P80c592单片机上的移植[J]. 范玮. 电子质量. 2009(02)
[5]基于CAN/uCOS-Ⅱ的网络交通信号控制器设计[J]. 向怀坤,梁松峰,袁媛. 深圳职业技术学院学报. 2008(03)
[6]uCOS-Ⅱ在基于C8051F120单片机的智能文件柜中的应用[J]. 冯涛,杨慧,马成勇. 计算机与数字工程. 2008(08)
[7]基于VxWorks的系统故障快速恢复设计[J]. 王洋. 电子技术应用. 2008(06)
[8]ASIX OS Ⅱ系统中FAT16文件系统的分析[J]. 江川,钱丽丽,刘昊. 电脑知识与技术. 2008(16)
[9]基于嵌入式系统的网络采集系统[J]. 李永,赵伟国,黄咏梅,李文军. 装备制造技术. 2008(04)
[10]嵌入式实时操作系统μC/OS—Ⅱ在真空炉控制系统中的应用[J]. 廖斌,叶玮琼,吴建成. 湖南冶金职业技术学院学报. 2007(02)
硕士论文
[1]基于嵌入式平台的无线LED信息发布系统的设计与实现[D]. 刘晓亮.北京邮电大学 2010
[2]基于FPGA的SINS/GPS导航处理器的设计与实现[D]. 苑广欣.沈阳理工大学 2009
[3]基于DSP的μC/OS-II移植及CAN构件设计[D]. 王清明.西华大学 2008
[4]水声浮标系统电源管理和采集控制设计与实现[D]. 申德骏.哈尔滨工程大学 2008
[5]基于μC/OS-Ⅱ的切绘机数控系统的设计与研究[D]. 王飞.广东工业大学 2007
[6]基于OSEK/VDX标准的RTOS汽车仪表设计[D]. 洪运富.华中科技大学 2006
本文编号：3204060
【文章来源】：南京邮电大学江苏省
【文章页数】：57 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
目录
第一章 绪论
1.1 课题背景
1.2 发展状况和未来趋势
1.3 论文选题依据及意义
1.4 论文安排
第二章 实时操作系统多任务及优先级反转
2.1 系统总体概况
2.1.1 实时系统功能介绍
2.1.2 实时操作系统μC/OS-Ⅱ介绍
2.2 任务运行单元
2.2.1 多任务及其切换特点
2.2.2 任务优先级分配操作
2.3 任务通信方式
2.3.1 消息邮箱
2.3.2 消息队列
2.4 任务多线程运行
2.5 任务运行中断机制
2.6. 反转现象的产生及分析
2.7 本章小结
第三章 优先级反转相关的实时内核功能分析
3.1 任务管理模块分析
3.1.1 建立和删除任务函数
3.1.2 删除、挂起及恢复任务过程
3.1.3 任务调度
3.2 同步机制功能分析
3.2.1 信号量
3.2.2 互斥锁(Mutex)
3.3 内存管理模块分析
3.4 时间管理模块分析
3.5 本章小结
第四章 优先级反转问题的研究
4.1 优先级反转
4.2 MC/OS-Ⅱ系统优先级反转问题对策
4.2.1 方法介绍
4.2.2 两种方法的可行程度
4.2.3 μC/OS-Ⅱ中天花板协议的实现
4.2.4 μC/OS-Ⅱ反转现象与解决方案的实例验证
4.3 实验结果的分析与改进设想
4.4 本章小结
第五章 总结与展望
5.1 全文总结
5.2 工作展望
致谢
参考文献
【参考文献】：
期刊论文
[1]一种RTOS任务调度新策略的设计与实现[J]. 曹一鹏,潘琢金,马爱萍,周振辉. 计算机应用与软件. 2010(06)
[2]基于NAND FLASH的ASIX OS Ⅱ文件系统的设计[J]. 于晓晨,钱丽丽,王兆富. 电脑知识与技术. 2009(19)
[3]μC/OS-Ⅱ内核分析[J]. 曹晓燕,周岩,李欣颖. 长春理工大学学报(自然科学版). 2009(01)
[4]μC/OS-II在P80c592单片机上的移植[J]. 范玮. 电子质量. 2009(02)
[5]基于CAN/uCOS-Ⅱ的网络交通信号控制器设计[J]. 向怀坤,梁松峰,袁媛. 深圳职业技术学院学报. 2008(03)
[6]uCOS-Ⅱ在基于C8051F120单片机的智能文件柜中的应用[J]. 冯涛,杨慧,马成勇. 计算机与数字工程. 2008(08)
[7]基于VxWorks的系统故障快速恢复设计[J]. 王洋. 电子技术应用. 2008(06)
[8]ASIX OS Ⅱ系统中FAT16文件系统的分析[J]. 江川,钱丽丽,刘昊. 电脑知识与技术. 2008(16)
[9]基于嵌入式系统的网络采集系统[J]. 李永,赵伟国,黄咏梅,李文军. 装备制造技术. 2008(04)
[10]嵌入式实时操作系统μC/OS—Ⅱ在真空炉控制系统中的应用[J]. 廖斌,叶玮琼,吴建成. 湖南冶金职业技术学院学报. 2007(02)
硕士论文
[1]基于嵌入式平台的无线LED信息发布系统的设计与实现[D]. 刘晓亮.北京邮电大学 2010
[2]基于FPGA的SINS/GPS导航处理器的设计与实现[D]. 苑广欣.沈阳理工大学 2009
[3]基于DSP的μC/OS-II移植及CAN构件设计[D]. 王清明.西华大学 2008
[4]水声浮标系统电源管理和采集控制设计与实现[D]. 申德骏.哈尔滨工程大学 2008
[5]基于μC/OS-Ⅱ的切绘机数控系统的设计与研究[D]. 王飞.广东工业大学 2007
[6]基于OSEK/VDX标准的RTOS汽车仪表设计[D]. 洪运富.华中科技大学 2006
本文编号：3204060
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