嵌入式Forth操作系统实时性研究

发布时间：2021-03-01 13:37

　　从智能家居到汽车电子,从实时工业控制到航空航天军事装备,从无线通信产品到物联网,嵌入式操作系统无处不在。大多数的外部设备,其特定的应用环境决定了与之配套的嵌入式操作系统需要具备一定的实时性,才能保证实时任务能够在最后期限内完成（或开始）,以满足特定环境下关键应用的需要。这里的实时性包含两层意思:一是中断响应的实时性,一但外部中断发生,操作系统应该能够在足够短的时间内响应中断,并做相应处理;二是任务调度的实时性,一个紧急任务处于就绪状态时,应该立即得到调度运行。基于Forth虚拟机的嵌入式Forth操作系统,其特点是简洁高效、对硬件层抽象、可重构、可扩展、可移植以及可交互,主要用于天文,军事,航空航天,工业自动化,仪器仪表和控制,图形,工作站等嵌入式领域。在目前众多的嵌入式Forth操作系统中,中断管理简单且不可嵌套,多任务调度采用不可抢占的基于Forth虚拟机的协同式轮询的方式。这种中断处理方式和多任务调度方式直接影响了嵌入式Forth操作系统的实时性,局限了嵌入式Forth操作系统在对实时性有要求的环境中的应用范围。因此,本文的研究内容聚焦于提升嵌入式Forth操作系统的实时性。具体... 

【文章来源】：云南大学云南省 211工程院校

【文章页数】：113 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

Farth层级结构

图２．?２：?Ｆｏｒｔｈ系统交互功能图示??通过串口、ＷｉＦｉ以及有线网络等通信方式，Ｂ端用户可以和Ａ端Ｆｏｒｔｈ系统连??

（１）中断向量表：存放着用户中断服务程序的入口地址。??（２）Ｓｔａｒｔｕｐ?Ｃｏｄｅ：启动代码。??（３）系统变量：保证Ｆｏｒｔｈ系统能够正确运行的一些定义。比如词典大小的、终端输入缓冲区大小的定义、用户区大小的定义、参数栈和返回栈的起始位置务控制块里用户变量的偏移位置的定义、词典指针ＤＰ等指针的定义，等等。??（４）词典：词典存放着Ｆｏｒｔｈ系统中的所有指令，新增加的词总是位于词典部（高地址端），随着新词的加入，词典不断向高地址方向扩展。词典指针ＤＰ放着词典下一个空闲存储单元的地址。??（５）用户区：用户区包含ＣＰＵ寄存器和Ｉ／Ｏ寄存器的映射区、终端输入缓冲区、??速暂存缓冲区（ＰＡＤ）、磁盘缓冲区以及终端任务和后台任务的ＴＣＢ、参数栈、栈。其中：①ＰＡＤ通常用于保存送往控制台终端的ＡＳＣＩＩ字符串；②终端输入区存放来自控制台终端的输入流，磁盘缓冲区用于存放来自磁盘的输入流，??

【参考文献】：
期刊论文
[1]嵌入式Forth操作系统实时调度算法研究[J]. 黄忠建,代红兵,王蕾.  计算机应用研究. 2019(09)
[2]嵌入式Forth虚拟机架构的多任务调度算法设计与实现[J]. 代红兵,周永录,安红萍,黄忠建.  计算机应用研究. 2019(02)
[3]基于Forth虚拟机的嵌入式多任务操作系统体系架构研究[J]. 代红兵,周永录,安红萍,梅浩.  计算机应用研究. 2019(02)
[4]多目标Forth自生成器的研究与实现[J]. 代红兵,杨为民,王丽清,周永录.  计算机应用研究. 2014(04)
[5]一种新的嵌入式Forth实时操作系统的研究[J]. 杨为民,代红兵,安红萍,周永录.  云南大学学报(自然科学版). 2013(S2)
[6]FORTH汇编语言程序设计方法探讨[J]. 安红萍,杨为民,代红兵,刘宏杰.  电子技术与软件工程. 2013(22)
[7]嵌入式FORTH虚拟计算机的实现[J]. 王丽清,杨为民,代红兵,周永录.  电子世界. 2013(18)
[8]基于哈佛结构的单周期堆栈处理器设计[J]. 何凯成,施慧彬.  微电子学与计算机. 2013(09)
[9]基于时限单调算法的混合任务实时调度算法的研究与设计[J]. 张阳,董吉文.  山东科学. 2010(01)
[10]POSIX零星事件调度策略的研究与实现[J]. 杨麟祥,岳继光,张晓云.  计算机工程与应用. 2009(11)



本文编号：3057558