Nucleus操作系统在ARM11上的移植研究与实现

基于对ARM11架构的启动模式与内存分配的技术研究,通过对Nucleus内核的分析,在ARM11架构的芯片上实现Nucleus操作系统的移植。以S3C6410为例,详细介绍了从板级初始化到任务循环调度过程中的启动模块、中断设计、定时器设计、任务调度流程与触发方式。目前成功移植于TD-LTE系统中,实现操作系统基本功能的同时满足了实验项目中TD-LTE对系统实时性与任务资源管理的需求。     

Nucleus操作系统内存池模块移植的研究与应用

基于对Nucleus操作系统内核的研究与分析,在三星ARM1176JZF芯片S3C6410上将Nucleus内存池模块移植并合理应用。根据TD-LTE无线综合测试仪中的设计要求,介绍了Nucleus内存池的静态分配和动态分配方式,并根据不同应用环境采用对应的内存池分配优化措施,在实现操作系统基本内存管理功能的同时,满足了TD-LTE无线综合测试仪对系统内存资源分配和调度时间的设计要求。     

应用RTOS的TD-LTE无线综测仪的实现

针对通信软件设计中实时性和可靠性两大难题,提出了一种第三代合作伙伴(3GPP)长期演进(LTE)网络端协议栈通信软件的实现方案,即基于Nucleus PLUS实时操作系统的新一代宽带无线通信软件的设计。重点介绍了Nucleus PLUS实时多任务操作系统的主要组件及其相关功能,并论述了在Nucleus PLUS操作系统下对通信软件进行设计和实现的方法。实际测试表明,采用NucleusPLUS操作系统的终端测试仪确保了通信的可靠性和实时性,可应用于其他通信软件的开发过程中。     

IEEE 802.16 Mesh模式下MAC调度机制的研究

论文首先介绍了802.16Mesh模式下的MAC帧结构,然后对协议中的协同分布式调度机制进行了详细的阐述。根据协议的规定,在NS中编写了新的MAC层源代码,对802.16的MAC调度进行了仿真,实现了Mesh模式下协同分布式MAC调度过程,并对三次握手过程、数据子帧minislots分配成功率和minislots利用率进行了分析。     

Nucleus PLUS SMP的任务管理机制研究与测试

Nucleus PLUS SMP是一种支持对称多核处理器架构的嵌入式实时操作系统内核.深入研究了其任务管理机制,分析了其对称多核任务管理的主要技术,研究并提出了多核操作系统任务管理功能的测试思路,搭建了系统测试环境,设计了包括任务状态机、调度算法、负载均衡、亲和性、BCD调度域及核间通信等在内的一套完整的测试用例,实现了对操作系统任务管理功能的有效测试.     

万兆以太网MAC层控制器设计与实现

根据IEEE802.3和802.3ae协议,设计实现了万兆以太网MAC层控制器.文中使用交叉流水CRC和异步双口RAM技术,解决了非固定数据宽度CRC编码/校验,以及与千兆以太网兼容两个关键问题.本文实现的控制器由发送、接收和管理三个模块组成.发送接收模块除实现发送和接收数据帧功能外,还包含了流量控制和协调子层的功能.管理模块实现了对MAC层控制器的灵活配置,并能够获得丰富的统计信息.后时序仿真的结果表明,该控制器可以满足万兆以太网对带宽的要求.     

基于可变数据结构的MAC采集模块的设计

针对可变数据结构应用中的介质访问控制(MAC)模块,提出了一种简化的MAC子层功能实体的FPGA实现方案.该MAC模块在完成高速数据采集的同时,通过对自定义的非标准结构帧的处理,从而实现高效的系统数据传输调度.目前,该方案已经应用于实际的网络监测仪表中,效果良好.     

一种MapReduce实时调度算法设计及实现

MapReduce是云计算中重要的批数据处理框架,多任务共享MapReduce机群并满足任务实时性要求是调度算法急需解决的问题。提出两阶段实时调度算法,将调度划分为任务间调度和任务内调度。对于任务间调度,使用抽样法和经验值法确定子任务执行时间,利用该参数建立资源分配模型,动态确定任务优先级进行调度;对于子任务使用延迟调度策略进行调度,保证计算的本地性。实验结果显示,两阶段实时调度算法相比公平调度算法和FIFO算法,在保证吞吐量的同时能够满足任务实时性要求。     

B3G系统中基于FPGA的高速MAC设计与实现

为了满足B3G系统高速数据传输的要求,需要设计高速MAC与物理层适配.介绍了B3G试验系统及MAC层的概念,阐述了高速MAC设计的原理和流程,给出了实现结果的性能分析.该MAC设计基于FPGA实现,与传统的CPU软件实现MAC设计相比,实时性、灵活性更强,执行速度更快.用硬件资源换取处理速度的方法为下一代移动通信的系统设计提供了新的设计思路.     

飞机电气负载管理中心软件实时调度算法的分析与实现

实时性是飞机电源控制与管理系统的一项基本要求,它由构成系统的网络的实时性和终端的实时性共同保证.为了满足该系统的整体实时性要求,分析了其中一类终端--负载管理中心所应具有的实时性,并进一步列出了该终端各个任务所应满足的实时性要求,提出了采用单调速率调度算法来调度该任务集的想法,讨论了任务的临界区对任务执行时间的影响及相应的处理办法,并对所有任务的可调度性作出了判定.该终端最终采用了这种调度算法,实现结果能够满足系统对该终端的实时性要求.     

Nucleus PLUS操作系统信号量机制的研究与测试

Nucleus PLUS是一种嵌入式实时操作系统内核.为深入全面地测试其用于任务同步的信号量模块,研究信号量实现机制,尤其是PI信号量中对优先级继承协议的实现,搭建测试环境,编写测试驱动,设计测试用例,开展针对信号量的测试.在常规测试、健壮性测试的基础上,提出基于信号量有限状态机的测试策略.测试效果良好,对操作系统其他内核对象的测试也具有一定的借鉴价值.     

开放式实时嵌入式系统自适应调度模型研究

开放式实时嵌入式系统中多类型实时任务并存和资源受限的情况给实时调度机制带来了新的需求和挑战。通过引入准入控制、资源管理、调度服务器、自适应调节机制等,提出了一个形式化的自适应调度模型。它能适应开放计算环境的不确定性,有控制地接受不同类型任务的运行;可根据系统资源和任务需求的最新变换情况计算带宽变化,自适应地调节任务的优先等级,使得系统运行在最优的实时性能上;该模型在某航空机载系统设计中得到了实际应用,同其它类似系统相比,该模型的应用提高了系统的调度性和系统稳定性。     

一种开放混合实时系统的开放自适应调度算法

开放计算环境下的实时与非实时任务不确定并发,以及多种实时约束混合的复杂约束系统,即开放混合实时系统的需求越来越广泛.通过引入接收控制、调度服务器、自适应调节机制,提出一种开放环境下的自适应实时系统调度架构--OARtS(open adaptive real-time scheduling).它能适应开放计算环境的不确定性,有控制地接受实时任务运行;可根据系统空闲计算带宽变化,自适应地调节任务的实时等级,使得系统运行在最优的实时性能上;对于软实时任务,可根据其计算带宽需求变化,自适应地调节其计算带宽分配,以适应任务执行时间时变引起的实时不确定性.     

一种无线多媒体传感器网络分区链路调度算法

链路干扰是无线多媒体传感器网络实现大容量、实时、可靠传输的主要困难。为提高多跳传输模式下无线网络性能,基于MAC层的调度算法得到了广泛关注。调度算法为每条链路分配合理的传输时槽,降低了冲突和重传次数,能显著提高网络传输性能。但随着网络规模的增大,无论是集中式还是分布式调度算法,都存在调度开销增大和性能降低的问题。针对这一问题,根据节点分布密度和承载网络流量大小,将网络划分为密集区域和稀疏区域。稀疏区域的节点传输冲突较小,直接采用CSMA的协议。密集区域的节点传输冲突大,采用基于队列长度的分布式调度。分区调度能够有效降低网络规模扩大导致的调度算法复杂性增大的问题。仿真实验表明,分区调度算法无论是在队列长度,还是在延时性能上,较传统算法有明显改善。     

An adaptive cross-layer design for multiservice scheduling in OFDMA based mobile WiMAX systems

We consider a cross-layer scheme for the downlink multiuser Orthogonal Frequency Division Multiple Access (OFDMA) for mobile WiMAX (Worldwide Interoperability for Microwave Access) based on IEEE802.16e standard. We propose an intelligent Medium Access Control (MAC) that adapts with the physical layer (PHY) in response to the different QoS requirements of the diverse service flows in the system. This adaptation is represented by a joint packet scheduling and slot allocation scheme interaction in both MAC and PHY layers. Based on this interaction, a fair and efficient QoS guaranteed resource allocation for a mixture of real-time and non real-time service flows is achieved. We provide extensive simulation results showing the performance aspects of the proposed cross-layer scheme.     

RTAI下动态集成的资源预留调度器的设计与实现

近年来基于双内核架构增强Linux操作系统实时性的RTAI(Real-Time Application Interface)在工业控制等硬实时领域得到广泛应用。RTAI通过抢占Linux的执行来保障硬实时性,Linux被抢占的时间依赖于硬实时应用的处理器要求而每次均会有较大不同,导致Linux的执行时间不可预测,从而无法保障软实时应用的服务质量。动态集成的资源预留调度器(Dynamic Integrated Resource Reserved Scheduler,DIRRS)通过增强RTAI调度器使其支持资源预留机制,在Linux实现可动态集成的、基于服务器的调度策略,不但可以保证Linux及其以上的软实时应用,即使在有硬实时任务并发时也能得到处理器资源,而且很容易通过更换不同的服务器内核模块来实现用户自定义的调度策略。     

基于Nucleus PLUS的嵌入式系统的软件设计

本文介绍了离子迁移谱仪的工作机理、软件系统设计以及嵌入式实时多任务操作系统(RTOS)Nucleus PLUS,重点介绍后者在离子迁移谱仪中的具体实现。     

工业以太网实时调度技术的设计与实现

鉴于以太网在工业现场设备控制层的应用前景,有意将以太网引入武器装备的底层控制环境.但它必须满足确定性实时调度的要求.基于以太网的TCP/IP通信机制和IEEE1588时钟同步协议,在数据链路层之上引入实时调度机制以消除现有的CSMA/CD机制在时间行为上的不确定性.相关的分析和测试表明,新设计的通信调度机制能够使得网络...