一种适用于物联网节点的高效轻量级嵌入式系统设计

物联网技术成为当前一个比较热门的研究主题,但适用于物联网传感器的嵌入式操作系统在国内未被广泛提及。本文针对嵌入式多任务程序设计所面对的问题,结合物联网传感器资源受限、低功耗等特点,探讨该类程序的一般设计方法,提出了一种基于事件驱动抢占式系统的基本实现方法,并使之顺利应用于基于MSP430物联网传感器采集节点的系统中。     

嵌入式操作系统的硬实时微内核设计

目前的嵌入式实时操作系统存在着内核结构较为复杂、臃肿、稳定性不高、对硬实时应用支持不足等问题.针对这些问题,结合现有的操作系统内核理论及嵌入式实时系统的特殊需求,通过组件化的设计,将内核划分为核心态基本模块及用户态扩展模块,提供多种进程间通讯(IPC)方式,并引入独特的硬实时抢占式调度机制,设计出一种精炼、稳定的硬实时微内核.通过这种设计思路成功开发出了昊鹏(Hopen)操作系统新版内核,应用于最新的3G手机产品上,取得了非常好的效果.     

嵌入式实时数据库研究与实现

嵌入式实时数据库系统是指可在嵌入式设备中独立运行的一种数据库管理系统,以高可靠性、高实时性和高信息吞吐量为目标,其数据的正确性不仅依赖于逻辑结果,而且依赖于逻辑结果产生的时间.通过对嵌入式实时数据库关键技术研究,基于嵌入式Linux平台设计与实现了一个嵌入式实时数据库原型系统--ERDB,该系统实现结构化查询语言SQL-92子集,采用抢占式事务管理技术,当系统检测到实时事务时,优先调度执行实时事务,从而满足实时性能需求.     

Dynamic hinting: Collaborative real-time resource management for reactive embedded systems

The increasing complexity of today’s reactive embedded applications can rapidly result in reduced real-time capabilities of the underlying hard and software. As an example for this paper we’ll refer to the specific and growing demands on the severely resource constrained sensor nodes in sensor/actuator networks (SANet). While preemptive operating systems are one way to retain acceptable reactivity within highly dynamic environments, their concurrency paradigm commonly leads to severe resource management problems, caused by the coexistence of tasks with interfering and even varying requirements. To counteract these problems, we present the novel Dynamic Hinting approach for maintaining good reactivity in typically resource constrained sensor/actuator systems by efficient combination of preemptive task scheduling and collaborative resource allocation. With respect to task priorities, our technique significantly improves classical methods for handling priority inversions (and deadlocks where required) under both short- and long-term resource allocations. Furthermore, we facilitate compositional software design by providing independently developed tasks with runtime information for yet collaborative and reflective resource sharing – e.g. by means of time-utility-functions. In many cases this even allows to reduce blocking delays as otherwise imposed by bounded priority inversion.     

基于混合架构的嵌入式实时操作系统设计

在嵌入式实时操作系统中,单独使用合作式调度或抢占式调度难以同时完全满足时间触发任务和事件触发任务调度的性能要求。针对该问题,结合不同调度方式和触发方式的优点,设计一个基于混合架构的嵌入式实时操作系统SinewOS。该系统支持时间/事件触发、合作式/抢占式的混合调度以及同等优先级任务的调度。实验结果证明,该系统具有良好的可预测性和时间确定性,事件响应速度快,代码空间要求低,适用范围广。     

多业务低轨道卫星通信系统的一种切换方案

提出了话音和数据综合业务LEO卫星通信系统的一种切换方案-动态信道抢占优先方案。该方案考虑了数据业务特性和话音切换业务的高优先级,并使用排队策略,为话音切换业务提供抢占优先权。该方案还采用了动态阈值的保护信道策略,保证了新呼叫和切换呼叫之间的优先级和公平性。通过计算机仿真,与无优先方案和传统保护信道方案进行比较,该方案使系统的服务等级和信道利用率性能得到了改善。     

井工斜巷浮动式区域抢排水技术研究

介绍了煤矿水灾害事故抢险救灾工作中斜井抢排水时采用的新技术。为解决矿井突水事故发生后出现的机电设备浸水报废,巷道冲毁、巷道内大量泥沙淤积,以及部分地段巷道空间狭小等问题,设计了浮动式区域抢排水系统。采用大流量浮筏泵跟头追水,用柔性管道连接浮筏泵与安装在空间较大的高水平位置的大扬程接力泵,实现较强的排水能力,为治理煤矿水灾害,实现快速排水复产提供了先进的技术保障。     

多业务通信系统中切换方案的研究

在无线移动通信系统中要想获得连续的通信就必须有切换技术的支撑,切换方案是否优良决定着信号的业务流量以及服务质量。因此,本文主要讨论在多业务系统中,非强占优先切换方案和抢占优先的切换方案。     

关于RTOS抢占式调度及优先级反转的几点探讨

抢占式调度是RTOS的一个重要的调度策略,它保证了嵌入式系统的实时性.合理地分配任务的优先级和使用系统资源将会大大提高系统的性能.而解决优先级反转问题将保证系统共享资源的合理使用和多任务的正常运行.在对RTOS抢占式调度策略的研究的基础上,指出了什么是优先级反转,以及问题发生的原因,并给出了优先级继承和优先级封顶的解决方法.     

Erlang消失系统空闲服务台的利用

本文研究Erlang消失系统中空闲服务台的利用,该系统中有两类顾客,一类有抢占型优先权,并且是消失的;另一类可排队等待,并有无限等待空间。使用拟生灭过程和矩阵几何解,给出系统稳定的充分必要条件,第一类顾客消失概率、第二类顾客的队长和等待时间分布。数值例子解释了系统性能指标与参数之间的关系。