基于RTHAL的Linux实时性研究和实现

研究嵌入式Linux操作系统实时性的扩展和实现.提出通过在底层硬件和操作系统之间增加实时硬件抽象层的方式来扩充和增强Linux实时性能.该方法对操作系统内核只需做微小修改,就能达到既保持Linux现有功能和资源又兼有硬实时能力,其进程切换延迟仅为3微秒左右.讨论了对Linux和实时硬件抽象层两方面的扩展过程,同时还提出了如何有效利用两者间的缓冲区的方法.最后在嵌入式MPEG4流媒体系统中应用和测试了该方法,结果表明该方法实时性能优异,使用简单有效.     

基于Linux的实时平台的研究

主要介绍了一个基于Linux操作系统的实时平台的技术研究和实现方法。所研究的实时平台以X86体系PC为硬件环境,Linux操作系统的标准内核加载RTAI模块为软件环境,可为构建实时系统提供优良平台。该平台通过RTAI在Linux上定义的一个实时硬件抽象层(RTHAL)来实现实时进程的最高优先级调用。     

嵌入式Linux硬实时性的研究与实现

着重论述了增强嵌入式Linux实时性的基本策略，在实际项目中提出并实现了在实时硬件抽象层(RTHAL)的架构下，应用双内核机制使嵌入式Linux支持硬实时性的一种新的方案。     

面向数控系统的三级调度模型研究

针对硬实时系统中多种类型任务并存的特点,提出一种三级实时调度模型--TLRtS(three-level real-time scheduling).该模型将整个系统空间划分为硬实时、软实时和非实时空间,分别用来处理硬实时、软实时和非实时任务.TLRtS模型不仅可以动态加载多种实时调度算法,还可以集成相应的资源访问控制协议,解决了任务之间存在资源竞争的问题.实验结果表明,此方法既保证了所有硬实时任务严格按照其时间约束在截止期前完成,又尽可能地提高了软实时和非实时任务的服务质量.     

μClinux操作系统的实时化分析与研究

增强μClinux的实时性能是工业控制等实时性要求高的领域的必然要求,也是μClinux操作系统研究的关键技术之一。本文将RTAI移植至μClinux系统中,既满足了嵌入式应用的需求,同时又保证了系统的硬实时性。最后,给出了在RTAI+μClinux环境下开发实时系统应用程序的设计方法。     

一种基于DSP的H.264实时视频编码器软件架构

提出一种适用于通用DSP平台的H.264视频编码器软件架构.以该架构基础实现的H.264视频编码器软件可以高效地运行在DSP系统中,以满足视频应用中对实时编码的要求.通过性能分析工具对原有的软件代码进行分析.找到代码运行效率不高的瓶颈所在,并结合TMS320DM642 DSP的硬件特点,设计出一种新型的H.264视频编码软件架构.最后,在进行了DSP的指令优化以后,该编码器可以对CIF格式的视频进行实时编码.以该架构为基础的H.264视频编码器软件同样也适用于其它通用的DSP平台.     

硬实时软件建模与分析的进程代数方法

针对硬实时软件缺乏有效的系统动态行为建模机制,提出了一种用于硬实时软件建模与分析的进程代数方法。首先在时间通信顺序进程的基础上扩展硬实时语义得到硬实时通信顺序进程;然后提出时间调度算法,用于检查硬实时系统单个指令截止期的可满足性以及计算完成任务所需的最少时间;最后通过航空领域的一个实例来说明该方法如何应用于硬实时软件的建模与分析。该方法可以很大程度上提高硬实时软件执行时间计算的准确性,计算结果有助于硬实时系统截止期的量化分析和优化设计。     

嵌入式操作系统Linux的应用移植

回顾了嵌入式系统的发展历程;介绍了当今被广泛使用的操作系统Linux,分析了嵌入式Linux的软实时内核和硬实时内核;最后简要地介绍两种当前流行的Linux,分析了基于S3C44B0X的硬件平台上μCLinux的应用移植.     

一种面向混合实时事务调度的并发控制协议

首先给出了一个两层结构的混合实时数据库系统模型,其中支持采用非定期任务调度算法来改进系统的性能．进一步,针对这种模型下混合事务的数据一致性问题,提出了一种新的并发控制协议——MCC-DATI．该协议采用动态优先级驱动的调度算法,通过限制非定期的软实时事务对硬实时事务的阻塞时间,保证硬实时事务的可调度性;同时,采用非定期任务调度算法以及基于时间戳间隔的动态串行化顺序调整机制来减少软实时事务的截止期错失率．仿真实验表明,相对于先前的混合事务的并发控制协议,该协议在不同的系统负载与截止期约束下都能够改进系统的性能。     

一种基于Ethernet的硬实时通信协议

分布式硬实时系统应用日益增长,网络处理硬实时消息的能力变得更加重要,Ｅｔｈｅｒｎｅｔ是一种非确定性网络,提出一种基于Ｅｔｈｅｒｎｅｔ的通信协议ＲＴＣＣ,能够向分布硬实时系统提供硬实时性能保障,而Ｅｔｈｅｒｎｅｔ硬件不需做任何修改,ＲＴＣＣ采用命令／响应多路传输和总线表方式来调度底层通信介质,很好地解决了实时通信面临的两个问题：访问仲裁过程和传输控制过程,测试结果分析表明ＲＴＣＣ具有良好的实时性能。     

实时操作系统调度策略的分析与改进

在RT-Linux的基础上提出一个能统一支持硬实时、软实时和尽力而为应用的调度框架,在该框架之下,硬实时应用的响应时间短且可预测.对软实时应用进行接入控制,从而可以保证软实时应用的QoS.对尽力而为的应用保留CPU资源,从而保证它不会饥饿.     

一种实时视频流发送算法

通过分析实时视频传输过程中视频帧问存在一定帧间隔、每帧视频编码时闻不同、编码后数据大小不同等特点,提出一种动态调整RTP（实时传输协议）数据包发送间隔的算法,并进行试验分析。试验结果表明．该算法可以有效降低实时视频传输过程中的丢包率和抖动时间。     

H.264/SVC的RTP封装算法及其应用

可伸缩视频编码（Scalable Video Coding,SVC）一般采用实时传输协议（Real-time Transport Protocol,RTP）保证视频数据流的实时传输和质量监测。在分析SVC码流结构和RTP 协议的基础上实现了H.264/SVC视频数据的RTP 封装算法,提出基本层与增强层分离的方法用于模拟可伸缩视频流在模拟测试环境中的传输,提出基于RTP 封装的差错隐藏方法解决质量增强层数据丢失问题。实验结果证明了封装算法的有效性、标准兼容性和可扩展性。     

运用FPGA进行实时视频数据预处理

针对基于DSP实现的实时视频信号处理系统中原始视频数据与视频编码算法不兼容问题，本文阐述了用FPGA解决该类问题的优势，并举例用FPGA实现某种MPEG4编码算法前数据预处理的实例。该设计已通过硬件实现，结果表明是正确有效的。     

Linux系统实时性能增强方法的研究

标准Linux系统采用非抢占式内核,中断服务例程在执行过程中处于屏蔽状态,实时任务响应因为中断屏蔽可能被延时,实时任务响应具有不确定性,因此标准Linux系统不具有硬实时特性,其实时性能是软实时特性.增强标准Linux系统的实时性能,使其具有硬实时特性,是当前实时操作系统研究领域的一个热点.论文研究了影响Linux实时性能的因素,分析目前流行的增强标准Linux实时性能的方法,比较了相应实时Linux产品的优缺点,引出了基于资源的新型实时操作系统的模型.     

基于有限的共享资源模型实现嵌入式硬实时Linux

首先分析了采用双核方案实现硬实时Linux存在的问题,然后基于有限的共享资源模型提出了一种在单Linux内核上实现嵌入式硬实时Linux的新思路,并在Linux 2.6内核上予以完整实现。在目标平台上实测结果表明,从硬实时任务中断产生到硬实时任务得到调度执行的最大延迟小于100μs,可以满足绝大多数嵌入式硬实时系统的要求。     

H.264高清编码器系统的设计与仿真

常用软件编码方法在用于H.264标准时,很难实现对高清视频的实时解码。为此,提出软硬件协同设计的方法,对H.264高清编码器系统进行软硬件划分及任务分配,分别设计软件部分和硬件部分。建立软硬件协同仿真环境,对整个系统的功能和性能进行仿真,采用约束随机验证的方法提高验证的功能覆盖率。仿真结果表明,该编码器系统能够对 1 024×768像素的图像帧进行编码,满足实时编码的要求。     

一种动态频谱下的实时视频传输仿真框架

认知无线电技术通过动态频谱接入提高了频谱资源利用率。针对动态频谱环境中进行实时流媒体传输缺乏仿真手段,提出了一种基于NS2的视频传输仿真架构,它能够支持实时视频编码、实时播放模拟与跨层优化传输。实验结果证明了仿真架构的正确性。     

非接触多光谱手成像系统显示与数据接口研制

提出并设计了一种基于DSP芯片TMS320DM642的手图像实时显示和嵌入式网络实现方案,介绍了各模块的硬件实施方案和软件配置方式。图像数据由DM642处理后通过视频接口输出,由编码芯片转换为NTSC格式的模拟信号,并在显示屏上实时显示;系统利用DM642的EMAC将图像数据传输至物理层芯片实现物理层功能;通过RJ-45接口,完成了DSP与PC之间高速网络数据传输。     

Linux系统实时性能增强方法的研究

标准Linux系统采用非抢占式内核,中断服务例程在执行过程中处于屏蔽状态,实时任务响应因为中断屏蔽可能被延时,实时任务响应具有不确定性,因此标准Linux系统不具有硬实时特性,其实时性能是软实时特性。增强标准Linux系统的实时性能,使其具有硬实时特性,是当前实时操作系统研究领域的一个热点。论文研究了影响Linux实时性能的因素,分析目前流行的增强标准Linux实时性能的方法,比较了相应实时Linux产品的优缺点,引出了基于资源的新型实时操作系统的模型。