采用预配置策略的可重构混合任务调度算法

在对可重构硬件资源进行抽象的基础上,采用软硬件混合任务有向无环图来描述应用,提出一种基于列表的混合任务调度算法.该算法通过任务计算就绪顺序及可重构资源状态确定硬件任务的动态预配置优先级,按此优先级进行硬件任务预配置,隐藏硬件任务的配置时间,从而获得硬件任务运算加速.实验结果表明,针对可重构系统中的软硬件混合任务调度,能够有效地降低配置时间对应用执行时间的影响.     

可重配置实时任务的快速动态调度算法

要提出一种快速动态定位和实时任务调度算法，采用最早最迟开始时间优先、最优化空白区域管理和配置重用的调度原则，能够反映实时任务的紧迫度，快速地调度实时可配置硬件任务，同时有效地管理可重构资源．实验结果表明，该算法可以有效地提高系统的总体性能．     

一种面向部分可重构FPGA的混合实时调度算法

在CPU/FPGA平台上运行的实时任务通常由软/硬件子任务组成并存在优先约束关系。提出了一种软/硬件混合实时任务调度算法。在截止期限错失时刻,通过分析系统的运行情况,推导出实时任务可调度的充分条件。每个实时任务的硬件子任务分成多组,每组硬件子任务重叠配置到FPGA上。通过手工布局硬件子任务端口和总线端口,使得硬件子任务可动态的连接到系统总线上。实验表明,该算法能够满足任务的实时性,充分利用FPGA资源。     

可重构计算混合系统硬件的设计与实现

可重构计算系统中软硬件资源的管理缺乏统一的机制,资源不能被有效利用。为此,设计并实现一种硬件任务模型,为上层软件提供统一的硬件接口,使操作系统能够对软硬件任务进行统一管理,并给出硬件任务下载器的实现结构及工作流程。实验结果表明,该硬件任务模型的运行效率较高,硬件任务下载器能较大地提高硬件任务的下载速率。     

可重构资源管理及硬件任务布局的算法研究

可重构系统具有微处理器的灵活性和接近于ASIC的计算速度,可重构硬件的动态部分重构能力能够实现计算和重构操作的重叠,使系统能够动态地改变运行任务,可重构资源管理和硬件任务布局方法是提高可重构系统性能的关键.提出了基于任务上边界计算最大空闲矩形的算法(TT-KAMER),能够有效地管理系统的空闲可重构资源;在此基础上使用FF和启发式BF算法进行硬件任务的布局.实验表明,算法能够有效地实现在线资源分配与任务布局,获得较高的资源利用率.     

基于服务网格的制造资源集成

提出了一种基于服务网格的制造资源集成方法，通过将服务网格技术引入制造行业，实现了制造资源的虚拟化，为制造资源提供了统一的接口和互操作协议、屏蔽平台及所使用技术的异构性。平台采用基于服务的协同工作流技术，在动态变化的环境中，能够根据用户需求优化业务逻辑及其执行过程，选择、配置和调度相应的制造资源完成指定的任务，实现跨组织的资源共享和任务协同。     

云资源池中基于命令行接口的硬件自动控制实现

云计算是当前IT业界热门的新型商业模式,得到了广泛关注和应用,并能够大大减少企业运行成本。IaaS作为云计算最基础的一种服务模式,通过将计算、存储、网络等资源虚拟化,按需提供给用户。资源池作为IaaS中最核心的组成部分,管理了大量各式各样的硬件设备,对这些硬件的自动配置,就成了资源池的一个核心工作。本文提出并实现了一个基于命令行接口的硬件自动配置方案,实现了对资源池中多种硬件的自动配置,并达到了高通用性和高可维护性,具有重要的实践意义。     

基于统一调度的RTOS软/硬件任务资源竞争机制研究与设计

面向可编程的系统芯片（SOPC）中的实时操作系统(RTOS)，在软/硬件任务统一管理的基础上，建立了一种软/硬件任务统一调度模型。然后分析了软/硬件任务间发生共享资源竞争的问题，深入研究了其内部运行机制，提出了一种基于记录型信号量和统一调度模型的软/硬件任务资源竞争解决方法(SHTRCR)。仿真实验表明，在相同条件下，采用本方法软/硬件任务截止时间的保证率高于无统一调度支持的软/硬件任务资源竞争方式。     

可重构系统中硬件任务布局布线算法研究

可重构计算系统中,二维可重构硬件任务的布局布线问题是影响系统资源利用率的重要因素。在异质化的可重构器件和任务模型基础上,对可重构硬件任务进行了适当分类,并提出一种能够对多类型可重构硬件任务同时布局布线的算法DRS-TCW。实验表明,该算法能够有效提高可重构器件的资源利用率和任务布线连通率。     

基于演化硬件的电路自重构修复方法

演化硬件是当前解决系统设计复杂度和系统可靠性这一矛盾最有潜力的技术.它是通过融入演化机制来实现电子系统的实时自重构,并具备了自组织、自适应和自修复的特性,这为硬件容错技术开辟了一条崭新的途径.目前演化硬件主要采用对自身整体结构的重配置或者对局部结构的重配置来实现系统的自修复.本文提出了一种数字电路的自重构修复方法,该方法能够以消耗少量的冗余资源为代价获取良好的容错性能.通过实验证明了此演化设计方法运用到容错系统设计中的可行性和有效性.     

一种高性能、高可靠、可重构计算机的设计与实现

设计并实现一种应用于空间飞行器的嵌入式、高性能、高可靠、可重构计算机的设计与实现。硬件以MPC8240CPU为核心，支持实时纠错编码和标准的军用总线接VIMIL-STD-1553B。软件基于VxWorks实时多任务操作系统，支持基于FLASH的文件系统。介绍硬件的构成、底层软件设计和应用软件开发调试中的问题。     

清华OSEK车用嵌入式实时操作系统设计

OSEK规范是一个汽车电子开放式系统及其接口的软件规范，MPC555是Motorola公司开发的高性能车用微控制器。结合这两者的技术特点，提出了在MPC555硬件平台上实现符合OSEK规范的车用嵌入式实时操作系统的设计思想，介绍了操作系统实现的集成交叉开发环境，详细分析了该操作系统的组成与实现，并对其实时性和存储要求进行了评估。     

工业总线设备网络化改造的实现

利用低成本单片机与以太网控制芯片设计并实现了串口、现场总线转以太网TCP/IP模块,专门为单片机设计了由RTOS(嵌入式实时操作系统)与裁减后的TCP/IP协议栈构成的单片机嵌入式控制系统.完成了异种网络的融合.软件系统(包括TCP/IP协议栈)能够方便移植上各种8位、16位、32位处理器平台,实现各种嵌入式网络服务.成果对于工业设备的网络化实现提供了网关服务,满足对功能、成本、体积和功耗等要求.     

Static worst-case execution time analysis of the <Emphasis Type="Italic">μ</Emphasis>C/OS-II real-time kernel

Worst-case execution time (WCET) analysis is one of the major tasks in timing validation of hard real-time systems. In complex systems with real-time operating systems (RTOS), the timing properties of the system are decided by both the applications and RTOS. Traditionally, WCET analysis mainly deals with application programs, while it is crucial to know whether RTOS also behaves in a timely predictable manner. In this paper, static analysis techniques are used to predict the WCET of the system calls and the Disable Interrupt regions of the μC/OS-II real-time kernel, which presents a quantitative evaluation of the real-time performance of μC/OS-II. The precision of applying existing WCET analysis techniques on RTOS is evaluated, and the practical difficulties in using static methods in timing analysis of RTOS are also discussed.     

Static worst-case execution time analysis of the μC/OS-II real-time kernel

Worst-case execution time (WCET) analysis is one of the major tasks in timing validation of hard real-time systems. In complex systems with real-time operating systems (RTOS), the timing properties of the system are decided by both the applications and RTOS. Traditionally, WCET analysis mainly deals with application programs, while it is crucial to know whether RTOS also behaves in a timely predictable manner. In this paper, static analysis techniques are used to predict the WCET of the system calls and the Disable Interrupt regions of the μC/OS-II real-time kernel, which presents a quantitative evaluation of the real-time performance of μC/OS-II. The precision of applying existing WCET analysis techniques on RTOS is evaluated, and the practical difficulties in using static methods in timing analysis of RTOS are also discussed.     

DVB-IP网关中IP双协议栈的设计

讨论了在宽带IP信息网上开展网络电视(Internet TV)业务所需关键设备DVB-IP网关中的流传输软件设计，同时基于Wind River的实时操作系统vxWorks，提出了在DVB-IP网关中实现IPv4/v6双栈传输的软件设计，并实现了与地址协议族无关的处理，有较好的可移植性。     

QNX下以太网现场总线多机通信的研究

在实时操作系统QNX6．20下，利用Socket API使基于Modbus TCP／IP协议的以太网现场总线实现多机通信。通过实验确定最佳的多机通信周期，以保证多机实时、可靠地控制和监测现场设备。实验结果应用于核聚变裂置极向场电源控制系统中，提高了通信实时性和稳定性。     

基于μC/OS-Ⅱ系统的HISLIP代理的设计与实现

针对目前已有的测控系统实时性差、准确性不够、操作不便等缺陷提出了基于μC/OS-Ⅱ系统的HISLIP(High Speed LAN Instrument Protocol)远程测控代理的设计方案。该系统底层硬件采用恩智浦公司的LPC1768微控制器,操作系统采用可靠性、移植性和安全性较好的μC/OS-Ⅱ操作系统;网络层基于TCP/IP(Transmission Control Protocol/Internet Protocol)协议。传输层以客户端服务器(C/S)模式实现HISLIP协议,并将其作为整个测控系统的通信协议。设计实现了以HISLIP协议为主的仪器通信的软件系统,在对代理的软、硬件的设计、编程和测试,实现了远程测控通信的功能模块的实时性、准确性、操作便利的设计要求。     

基于嵌入式Web Server的电力系统远程监控的实现

提出了一种B/S模式下电力系统远程监控的新的实现方案.通过采用同步交流采样技术进行电网运行参数的数据采集并采用快速傅立叶变换对数据进行计算处理,同时在嵌入式实时操作系统μC/OS上移植了TCP/IP协议栈LMIP(基于ARM7微处理器)并开发了嵌入式文件系统(EFS),在此基础上裁剪并实现了HTTP协议,从而构建了一个瘦Web服务器,实现了基于Web的远程实时监控.实验结果表明,系统功能强大,具有稳定性高、实时性强的特点.     

基于DSP／BIOS下TD-LTE协议栈系统框架的研究与实现

本文主要研究了DSP／BIOS实时嵌入式操作系统,深入探讨该系统的运行原理和特点,对其提供的关键系统内核对象进行详细的分析,并对系统中对象的配置和使用做了介绍。根据TD—LTE协议栈的系统构架和各子层的交互特点,结合工程实践,论述了基于DSP／BIOS系统下实现协议栈功能的方法,包括各子层的架构,层间通信,接口设计,同步机制等。尤其对实现过程中,各内核对象具体的参数配置进行了详细的分析,以便保证ID—LTE协议栈在该系统正常运行,对于更好的提高整个TD—LTE系统效率具有重要意义。