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随着计算机技术和通信技术的迅速发展,嵌入式系统已经广泛地渗透到科学研究、工程设计、军事技术等各个方面。因此,研究嵌入式系统中最关键的技术--嵌入式操作系统有着相当重要的意义。
嵌入式操作系统具有面向特定应用的特点,各种应用千差万别,这决定了不太可能出现可普遍适用的嵌入式实时操作系统,因此,开发、升级具有自主知识产权的嵌入式实时操作系统是很有意义的。
本文选择的研究对象为作者所在实验室自行开发的基于OSEK/VDX规范的嵌入式操作系统AutoOSEK,该操作系统的报警模块和资源管理模块以及内核临界区的划分尚存在一些不足,这些不足直接影响了该操作系统的稳定性和实时性,因此有必要对该操作系统进行改进、扩展。
本文第二章在分析OSEK/VDX规范的基础上,按照实时操作系统的要求对AutoOSEK的报警模块、资源模块进行了重新设计和实现,并为其重新划分了内核临界区,从而提高了AutoOSEK的实时性。
本文第三章首先对uC/OS-Ⅱ的内存管理方式进行分析,发现了其内存管理机制存在的一些缺陷,提出了为内存块和段添加控制信息域的方法,分别设计并实现了固定大小存储区的内存管理机制和可变大小存储区的内存管理机制,从而扩展了AutoOSEK的功能。
本文第四章按照OSEK/VDX规范的要求设计并实现了消息队列机制,为了顺应嵌入式操作系统的通信网络化发展趋势并结合作者所在实验室的实际情况,为AutoOSEK添加了基于EPA通信协议栈的外部通信模块。
最后,对改进、扩展后的AutoOSEK进行了功能测试和性能测试,测试结果表明,对AutoOSEK的改进工作提高了该操作系统的实时性和稳定性,并且为其添加的固定大小存储区管理模块和消息队列管理模块的性能均优于同一平台下uC/OS-Ⅱ的相应模块。