基于特征尺度均衡的Linux系统双阈值任务调度算法

在嵌入式Linux操作系统的设计和应用中,操作系统经过移植后运行在不同的硬件平台上,它需要一种有效的任务调度算法来实现进程管理和内存管理,以提高系统运行效率.提出了一种基于特征尺度均衡的Linux系统双阈值任务调度算法,分析了嵌入式Linux的内核结构,构建了系统任务调度模型.该算法对以往各类型任务的到达频率、执行时间等信息流进行统计,并提取特征尺度,在Linux系统的全局任务调度中心将所有任务进行融合,输入系统总调度器,得到尺度优化目标函数,进行特征尺度均衡处理;把均衡后的特征尺度时间轴划分成各个相邻但不重合的任务匹配平滑窗口,通过双阈值权衡判决实现对Linux系统的任务调度.仿真结果表明,采用该算法进行Linux嵌入式任务调度,具有较高的执行效率,CPU利用率高,整体性能优于传统算法.     

嵌入式Linux内核运行态性能可视化分析方法的设计与实现

介绍了嵌入式Linux操作系统下的一种内核运行态可视化性能分析方法.它采用Linux的字符设备驱动技术,Linux内核源代码内的探针嵌入以及内核补丁技术,基于Socket的Linux端与Windows端的TCP通信技术和Windows端的图形化显示技术,以模块化方式实现了在Windows宿主操作系统下对Linux操作系统运行时系统事件状态变化的图形化地观察手段,从而辅助软件开发人员方便地去诊断和解决嵌入式Linux系统中存在的调度问题、性能问题以及定时问题等.     

采用嵌入式及SSL 的多用户安全型串口服务器设计

针对目前串口服务器在安全性及功能性上的不足之处,提出以ARM9和嵌入式Linux为平台,采用SSL协议开发的具有多用户管理的安全型串口服务器。介绍了多用户安全型串口服务器的整体硬软件设计方案。实现了U-boot、内核、文件系统以及各功能库在内的嵌入式Linux系统在AT91SAM9261处理器上的移植,对软件系统的构架进行了论述,着重介绍了数据处理框架、用户管理以及SSL的实现。应用结果表明,此设备运行稳定可靠,能够满足安全通信的要求。     

一种优化的内核态文件发送方法

传统的Linux内核协议栈已不能满足大规模数据处理系统对网络传输越来越高的性能要求。现有很多研究是将原来在内核态实现的协议和接口移到用户态去实现，但针对内核态优化的研究比较少。在研究分析Linux内核态文件发送接口sendfile( )处理流程和管理机制的基础上，本文提出一种内核态文件发送优化方法，采用自动负载均衡的定长内存池管理、CPU亲和性等技术，对内核态文件发送接口进行优化改造。解决了系统在高负载情况下内存碎片、内存耗尽及CPU抖动的问题，有效提升了数据传输性能。实验结果表明，在高并发、高吞吐场景下，采用本文优化方法后，系统运行更稳定，内核态CPU占有率下降50%。     

Linux线程库的实现机制

Linux内核级线程符合POSIX线程标准。本文结合Linux内核和线程库Linuxthreads的源代码,细致分析了Linux内核级线程的实现机制。     

基于嵌入式Linux的高低温湿热控制系统

根据工业产品的高低温湿热可靠性试验标准,介绍了一种基于Linux的高低温湿热试验箱控制系统。该控制系统以基于ARM920T内核的嵌入式芯片S3C2440为控制核心,并以MiniGUI库开发图形用户界面。整个系统采用分层设计思想,通过移植嵌入式Linux操作系统,实现底层温湿度传感器、LCD触摸屏等模块驱动及上层图形用户应用程序,以达到系统控制目的。性能测试表明,该控制系统响应迅速、稳定性好、易于操作。     

嵌入式Linux在数字信号处理系统中的应用研究

结合数字信号处理芯片ADSP-BF561的硬件特性对其上运行的嵌入式Linux系统进行了改进.原有系统在具有双核结构的处理器ADSP-BF561上运行Linux2.6嵌入式操作系统,但系统运行效率低下,不能满足网络多媒体电话应用的实时需求.通过设计合适的系统引导模式、多种程序混合执行模式、线程实现方案、双核通讯方案,解决了嵌入式Linux系统及DSP算法的自动加载,不同编译器执行代码的混合运行,双核的同步与数据传输等问题,实现了嵌入式Linux系统在ADSP-BF561芯片上的高效运行,满足了实时应用需求.     

采用嵌入式技术构建车道控制器的应用研究

简要分析了Linux操作系统环境下嵌入式软件平台的组成、主机交叉编译环境的构建、嵌入式Linux内核的移植、根文件系统的构建,阐述了车道控制器设备驱动程序模块划分和设备驱动程序的设计,重点介绍了车道控制器应用程序系统初始化、进程和线程的创建、收费模块的实现流程。     

Linux系统内核的沙箱模块实现

文中实现了一种基于Linux内核模块的沙箱安全系统。用户可以将Linux系统中的应用程序放置在受控的沙箱中运行，将其与系统其它部分隔离，从而可以防御潜在的攻击；或者当应用程序被攻击时，限制入侵者的破坏范围。这个沙箱系统作为Linux内核模块实现，可以在不改变原有系统内核和应用程序的情况下部署运行，增强了操作系统的安全性能。     

用户态驱动框架的研究与实现

在深入研究了Linux操作系统驱动模型的基础上,设计和实现了一种全新的用户态驱动框架U2MDF（Unified User-Mode Driver Framework）。U2MDF的核心思想是将传统的设备驱动分成内核态驱动模块和用户态驱动模块两部分,内核态驱动模块包含与性能密切相关的热点代码,如中断处理函数等;用户态驱动部分包含与性能无关的冷点代码,如设备的初始化等。以RTL8139网络设备为例,实现了U2MDF的原型系统,实验结果证明,U2MDF在满足实际应用对性能要求的前提下,有效地减少了运行在内核态的驱动代码,基本上实现了驱动和内核的隔离,最终达到了提高操作系统整体可靠性的目的。