嵌入式系统内存空间域隔离技术的研究与实现

发布时间：2021-10-17 14:28

　　随着嵌入式系统的普遍应用,如何提高其可靠性已经成为一个重要研究领域。本文从嵌入式系统内存空间域保护的角度出发,借鉴了ARINC653中的时空域隔离思想,设计出了一种具有高可靠性、硬实时性的嵌入式实时操作系统模型,并从以下几个方面对内存空间隔离域技术进行了研究与改进。本文首先剖析了典型的具有时空隔离机制的嵌入式实时操作系统的设计思想。总结出了现有嵌入式系统中常见的内存保护机制和实现方法,并指出了不足之处。其次,在具有MMU的微控制器上改进了基于二级调度模型的实时操作系统内核结构,加入具有实时性的空间域隔离功能模块,防止越界访问,实现任务间的保护功能,并对实现过程中遇到的问题给出了合理的解决方案。最后,实现了基于进程隔离域二级调度模型的实时操作系统内核。此内核在μC/OS-Ⅱ上进行改进,加入了空间域隔离、动态内存分配、隔离域间通信和硬件I/0空间保护功能。通过实验例子证明了此模型的可靠性和实时性。 

【文章来源】：哈尔滨工程大学黑龙江省 211工程院校

【文章页数】：63 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

MMU功能原理示意图

第2章内存空间域隔离技术分析则MMU硬件从内存中的页表中获取物理地址高位来与址，同时这些信息还被加入到TLB中，便于下次查找制的存储器访问授权页表项都可以设定对某内存区域的访问权限(例如:不限)。当访问不可访问权限的存储器时，会有一个存储器以捕获这个异常来判断是否有非法的存储器访问。本系统来实现空间域保护的。

则建议使用分段法或者段页法。已有基于MMU的内存隔离系统简介现有的商业嵌入式系统中，采用基于MMU的空间域隔离技术的比较少。这类被应用到SCOS(安全关键操作系统)中，由于设计以及验证中的种种困难，的并不多，大多数都只停留在研究阶段。本小节主要针对隔离技术介绍几个国的隔离系统。常见的有WindRive:公司的Vxwbrks653、GHS的INTEGRITY‘17m的uC/OS一MMU系统、国内的有Delta05。)vxworks653操作系统xworks653操作系统是WindRive:公司开发的面向航空电子行业应用的安全关统，其系统设计符合ARINC653规范。如图2.3所示。能够实现时间域和空间12，]。APPI


本文编号：3441919