基于物联网的计算机嵌入式操作系统设计

发布时间：2021-08-29 15:49

　　随着微处理器性能的快速提升及5G通讯技术的普及,基于物联网的嵌入式操作系统需求不断增大。针对上述问题,文中设计了一款搭载于嵌入式硬件系统环境的操作系统。为了满足该嵌入式操作系统的安全需求,使用多重独立等级安全架构设计分区分时操作系统,利用UDP通讯网络实现组网内的信息共享,采用任务备份系统提高操作系统的稳定性。为了提高可移植性与可维护性,系统采用软硬件分离的设计策略。在基于嵌入式系统的实验测试中,该操作系统的准确性可达到99%以上,且硬件无宕机工作时间长,具有良好的实时运行性能。 

【文章来源】：电子设计工程. 2020,28(22)

【文章页数】：5 页

【部分图文】：

操作系统软件架构

根据任务加载顺序的不同，记录任务编号；计算机节点编号为0或1；主备份属性包括主任务与备份任务；分区安全等级包括TS、S、C、U与ML。当客户端加载新任务时，任务安全域信息通过UDP网络发送至安全域服务器。安全域服务器接收到任务信息后，定位任务的安全等级确定储存的安全。安全域同步软件操作流程，如图2所示。客户端故障监测模块实时监测任务状态，通过扫描任务属性PROCESS＿STATE判断任务的异常状况。任务正常时，故障标识为1；否则，为0。在发送任务状态信息时，也将任务运行状态发送至安全域服务器。同时在休眠时间内，若安全域服务器未收到客户端任务状态信息，则任务状态被认定为异常。任务状态信息的分类，如表2所示。

参与安全域更新的模块包括：客户端与安全域服务器的故障检测模块、客户端功能重构模块及UDP通信模块[15]。故障通信模块对任务运行进行实时监测，在任务信息中添加任务状态，打包任务状态信息，通过UDP网络传输至安全域服务器。安全域更新算法，如图3所示。2.2 故障监测模块

【参考文献】：
期刊论文
[1]基于MILS架构的嵌入式操作系统多级安全域动态管理技术[J]. 高沙沙,王中华.  计算机科学. 2019(S2)
[2]基于嵌入式系统任务调度算法的研究[J]. 邹圣雷.  电子设计工程. 2019(07)
[3]基于SysML的嵌入式软件系统建模与验证方法研究[J]. 仵林博,陈小红,彭艳红,聂长海.  计算机工程. 2019(01)
[4]物联网环境下嵌入式操作系统的安全性设计[J]. 杨朋霖,陶利民,王海涛.  微电子学与计算机. 2018(11)
[5]高效的集合安全多方计算协议及应用[J]. 窦家维,刘旭红,周素芳,李顺东.  计算机学报. 2018(08)
[6]一种基于共享RAM的嵌入式多处理器通信方案[J]. 聂同攀,谭特,周密.  通信技术. 2018(01)
[7]多端口自适应UDP通信协议的设计与实现[J]. 张新,饶若楠,郭宁,张文兵.  计算机工程与设计. 2017(04)
[8]基于P2020的嵌入式计算机最小系统开发[J]. 何斌,钟洋.  电子科技. 2017(03)
[9]数字随动系统中嵌入式微控制器的设计[J]. 赵文龙,熊克勤,黄雅娜.  南昌航空大学学报(自然科学版). 2014(02)

博士论文
[1]智能终端应用软件安全分析的若干关键问题研究[D]. 冯鹏斌.西安电子科技大学 2019
[2]嵌入式系统可信计算的硬件安全机制研究[D]. 周骅.贵州大学 2015

硕士论文
[1]无线MIMO通信系统中混合空时编码的预编码技术研究[D]. 尚应博.郑州大学 2019
[2]微电网动态调度多目标优化管理研究[D]. 王遐龙.江苏科技大学 2018
[3]微内核操作系统安全性的形式化研究[D]. 徐锡健.杭州电子科技大学 2018
[4]云计算环境下基于SDN的安全域体系构建[D]. 张文祺.兰州大学 2017
[5]DNS域名安全实时检测的研究[D]. 邓诗钊.电子科技大学 2015



本文编号：3370935