操作系统进程子系统关键技术研究与设计
发布时间：2021-02-19 06:23
操作系统是计算机系统的底层软件,进程是操作系统对程序进行资源分配与调度的基本单位,操作系统中涉及进程控制与管理的部分被称为进程子系统。进程子系统的性能直接决定计算机的整体性能,进程子系统的优化与开发一直是操作系统领域的研究重点之一。本文对嵌入式低功耗技术、嵌入式抗干扰技术、Linux调度算法进行了综合论述,在进程子系统的基础下,使用Stm32f103zet6开发板与Ubuntu桌面系统,在Windows桌面系统下进行研究与设计,编写了Eureka II嵌入式操作系统内核,并优化了Linux-3.5.0内核。以设计嵌入式操作系统动态电源管理功能为目标,详细分析了嵌入式硬件的功耗构成,以硬件时钟、调度器为依托,设计了一种轻量级DPM功能,可控制进程调度时的硬件时钟。在Eureka II内核中完成了此功能的开发,并对该内核进行了性能测试,确认实现了降低硬件功耗的功能。以设计嵌入式操作系统热重启机制为目标,详细分析了内存构成,以内核线程为依托,设计了一种数据备份机制,使系统定期备份数据,可在硬件跑飞后写入数据从而完成数据恢复的功能。在Eureka II内核中完成了此机制的开发,并对该功能进行了...
【文章来源】：哈尔滨理工大学黑龙江省
【文章页数】：55 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 课题研究的背景与意义
1.1.1 研究背景
1.1.2 研究意义
1.2 嵌入式系统低功耗技术研究现状与发展趋势
1.2.1 技术概述
1.2.2 研究现状
1.2.3 发展趋势
1.3 嵌入式系统抗干扰技术研究现状与发展趋势
1.3.1 技术概述
1.3.2 技术现状
1.3.3 发展趋势
1.4 CFS调度算法的研究现状与发展趋势
1.4.1 算法概述
1.4.2 算法现状
1.4.3 发展趋势
1.5 课题来源与论文结构
1.5.1 课题来源
1.5.2 论文结构
第2章 进程子系统基础
2.1 计算机进程
2.1.1 描述符与调度
2.1.2 两种类型的进程
2.1.3 调度器
2.2 CFS调度算法
2.2.1 CFS的概念
2.2.2 CFS的代码实现
2.3 CFS调度算法的进程切换
2.3.1 理想时间
2.3.2 调度延迟
2.3.3 调度频率
2.4 本章小结
第3章 嵌入式操作系统DPM功能的设计
3.1 硬件供能
3.2 DPM功能的设计
3.2.1 运行流程
3.2.2 默认时钟配置表
3.2.3 用户时钟配置表
3.2.4 切换时钟配置表
3.3 DPM功能的实现
3.3.1 软硬件环境
3.3.2 核心代码
3.3.3 烧录与仿真
3.4 性能分析
3.4.1 理论性能
3.4.2 实际性能
3.4.3 适用场景
3.5 本章小结
第4章 嵌入式操作系统热重启机制的设计
4.1 内存基础
4.2 热重启机制的设计
4.2.1 运行流程
4.2.2 数据备份
4.2.3 重启判断
4.2.4 数据写入
4.2.5 重启调度器
4.3 热重启机制的实现
4.3.1 软硬件环境
4.3.2 核心代码
4.4 热重启机制的测试
4.4.1 触发硬件重启
4.4.2 数据区的备份与写入
4.4.3 进程栈的备份与写入
4.4.4 调度状态的恢复
4.5 性能分析
4.5.1 实际性能
4.5.2 改进方向
4.6 本章小结
第5章 多处理器架构调度延迟的优化
5.1 进程调度的性能
5.1.1 调度器的效率损失
5.1.2 处理器消耗型进程的效率损失
5.2 调度延迟优化的设计
5.2.1 增加执行效率
5.2.2 增大调度延迟
5.2.3 差异化的CFS
5.3 调度延迟优化的实现
5.3.1 内核版本
5.3.2 文件修改
5.3.3 核心代码
5.3.4 主机性能
5.3.5 编译与安装
5.4 性能分析
5.4.1 分析方法与工具
5.4.2 数据选用
5.4.3 调度性能分析
5.4.4 计算性能分析
5.4.5 改进方向
5.5 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间所发表的成果
致谢
本文编号：3040731
【文章来源】：哈尔滨理工大学黑龙江省
【文章页数】：55 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 课题研究的背景与意义
1.1.1 研究背景
1.1.2 研究意义
1.2 嵌入式系统低功耗技术研究现状与发展趋势
1.2.1 技术概述
1.2.2 研究现状
1.2.3 发展趋势
1.3 嵌入式系统抗干扰技术研究现状与发展趋势
1.3.1 技术概述
1.3.2 技术现状
1.3.3 发展趋势
1.4 CFS调度算法的研究现状与发展趋势
1.4.1 算法概述
1.4.2 算法现状
1.4.3 发展趋势
1.5 课题来源与论文结构
1.5.1 课题来源
1.5.2 论文结构
第2章 进程子系统基础
2.1 计算机进程
2.1.1 描述符与调度
2.1.2 两种类型的进程
2.1.3 调度器
2.2 CFS调度算法
2.2.1 CFS的概念
2.2.2 CFS的代码实现
2.3 CFS调度算法的进程切换
2.3.1 理想时间
2.3.2 调度延迟
2.3.3 调度频率
2.4 本章小结
第3章 嵌入式操作系统DPM功能的设计
3.1 硬件供能
3.2 DPM功能的设计
3.2.1 运行流程
3.2.2 默认时钟配置表
3.2.3 用户时钟配置表
3.2.4 切换时钟配置表
3.3 DPM功能的实现
3.3.1 软硬件环境
3.3.2 核心代码
3.3.3 烧录与仿真
3.4 性能分析
3.4.1 理论性能
3.4.2 实际性能
3.4.3 适用场景
3.5 本章小结
第4章 嵌入式操作系统热重启机制的设计
4.1 内存基础
4.2 热重启机制的设计
4.2.1 运行流程
4.2.2 数据备份
4.2.3 重启判断
4.2.4 数据写入
4.2.5 重启调度器
4.3 热重启机制的实现
4.3.1 软硬件环境
4.3.2 核心代码
4.4 热重启机制的测试
4.4.1 触发硬件重启
4.4.2 数据区的备份与写入
4.4.3 进程栈的备份与写入
4.4.4 调度状态的恢复
4.5 性能分析
4.5.1 实际性能
4.5.2 改进方向
4.6 本章小结
第5章 多处理器架构调度延迟的优化
5.1 进程调度的性能
5.1.1 调度器的效率损失
5.1.2 处理器消耗型进程的效率损失
5.2 调度延迟优化的设计
5.2.1 增加执行效率
5.2.2 增大调度延迟
5.2.3 差异化的CFS
5.3 调度延迟优化的实现
5.3.1 内核版本
5.3.2 文件修改
5.3.3 核心代码
5.3.4 主机性能
5.3.5 编译与安装
5.4 性能分析
5.4.1 分析方法与工具
5.4.2 数据选用
5.4.3 调度性能分析
5.4.4 计算性能分析
5.4.5 改进方向
5.5 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间所发表的成果
致谢
本文编号：3040731
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/shengwushengchang/3040731.html
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