基于可信执行环境的嵌入式双操作系统架构研究

针对嵌入式系统对功能性与实时性的需求,提出一种双操作系统架构。基于ARM TrustZone提供的可信执行环境,构建双操作系统架构,实现通用操作系统(GPOS)与实时操作系统(RTOS)同时运行。将嵌入式系统中的任务划分为实时任务与非实时任务,使实时任务在RTOS中运行,非实时任务在GPOS中运行。在物理开发板上实现原型系统,并使用实时性测试工具对该系统进行性能评估。结果表明,该架构在提供GPOS功能性的基础上,保证了系统的实时性。     

基于RTW ERT/VxWorks的实时仿真方法实现

介绍了一种基于RTW Embedded Coder和嵌入式操作系统VxWorks的实时仿真方法.在一些实时性要求较高的仿真系统中,怎样能够在不加大开发难度的情况下提高仿真的实时性是一个需要解决的问题.Matlab中的RTW是专门为实时仿真设计开发的.VxWorks是一个非常实时的嵌入式开发系统,利用代码生成工具将ERT嵌入式目标自动生成优化的嵌入式实时C代码,下载到VxWoks嵌入式实时操作系统下运行,主机运行Simulink模型,目标机运行实时代码,保证了实时性.同时提供了利用C-API接口实现在线调参的方法,与传统的基于Tornado实时目标和VxWorks的实时仿真方法相比,更加利于对模型参数进行访问.     

基于RTX的红外目标模拟器实时控制系统

研究红外目标模拟器控制系统的实时性问题.为降低红外目标模拟器控制系统的硬件成本、缩短研制周期、提高系统通用性,研究了基于单台PC机的实时控制系统,提出了双进程的实时主控软解决方案.控制任务分成实时任务和非实时任务,实时任务采用类似于嵌入式系统的结构化程序设计,非实时任务采用面向对象的模块化设计,两类任务通过共享内存进行数据通讯,通过同步事件进行同步操作.在远程控制模式下,采用正弦扫频信号对控制系统的实时性进行了测试,实验结果表明该实时控制系统控制周期确定,实时性高,运行稳定可靠,满足了红外目标模拟器实时性需求.     

基于RTW ERT／VxWorks的实时仿真方法实现

介绍了一种基于PTW Embedded Coder和嵌入式操作系统VxWorks的实时仿真方法。在一些实时性要求较高的仿真系统中,怎样能够在不加大开发难度的情况下提高仿真的实时性是一个需要解决的问题。Mathb中的RTW是专门为实时仿真设计开发的,VxWorks是一个非常实时的嵌入式开发系统,利用代码生成工具将ERT嵌入式目标自动生成优化的嵌入式实时C代码,下载到VxWoks嵌入式实时操作系统下运行。主机运行Simulink模型,目标机运行实时代码．保证了实时性。同时提供了利用C—API接口实现在线调参的方法,与传统的基于Tornado实时目标和VxWorks的实时仿真方法相比,更加利于对模型参数进行访问。     

嵌入式Forth操作系统实时调度算法研究

针对目前嵌入式Forth操作系统中缺乏实时调度机制的问题,对基于Forth虚拟机架构的嵌入式操作系统中多任务调度的关键技术进行了研究。采用Forth虚拟机技术,新定义了一种中断任务类型来处理实时突发事件,并给出了一种新的任务调度算法来调度 Forth系统中终端任务、后台任务以及中断任务顺利运行。实验结果表明,改进后的 Forth 系统能够通过实时调度处理突发事件,并且实时响应度高,尤其适用于对实时性有要求的嵌入式环境中,以满足日趋复杂的嵌入式环境对高效操作系统和 Forth 技术的应用需求。     

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.     

嵌入式实时调度框架研究

嵌入式实时操作系统环境中的多类型实时任务并存的情况给实时调度机制带来了新的需求和挑战。提出了一种适用于嵌入式实时环境的调度框架,可以调度多类型实时和非实时任务,且可通过自适应控制来调节软实时任务带宽,使系统实时性最优化。它引入了两个层次的任务准入控制,解决了任务相关性和资源等约束问题,保证了进入系统的任务独立性和可调度性。它具有良好的可扩展性和可配置性,适用于分布式实时环境。     

工控应用系统中嵌入式数据库实时性研究

在工业控制嵌入式实时系统中应用的数据库要同时满足嵌入式和实时性两方面的要求。工业控制系统中的嵌入式实时数据库通常作为软件部件镶嵌于设备中或实时应用环境中,它往往是同具体的物理设备联系在一起的,用于保存和记录外部设备的状态值。本文将结合工业控制的应用背景,来分析和研究工控应用系统中嵌入式数据库的实时性问题。并通过一个工业控制的实例分析了嵌入式实时数据库在控制系统中的工作机制。     

一种新颖的嵌入式数据管理算法设计

随着云、边、端计算概念的逐步推进,嵌入式平台作为重要的主控平台,处理与管理外部数据即是一项重要任务.在实际应用中,开发一种简单轻量的嵌入式数据管理算法,实现了高实时性的存储处理工作,提高了系统运行的实时性,提高了嵌入式系统运行性能.     

基于堆栈处理器的实时多任务调度机制研究与实现

针对堆栈处理器特殊架构,为提高实时性,引入多任务堆栈技术,采用Forth自生成器技术,提出一种基于堆栈处理器的抢占式与时间片轮转调度方法,实现了在Forth堆栈处理器中实时多任务的运行,弥补了Forth堆栈处理器在实时多任务操作系统方面的的不足.实验表明,与当前基于寄存器处理器的嵌入式Forth实时系统相比,本文方法在最大关中断时间、任务上下文切换时间和任务响应时间三项重要的实时任务性能指标方面,实时性能有明显提升,从而保证了Forth系统应用的高效性和安全性,满足人们对Forth堆栈处理器实时多任务操作系统方面的应用需求.     

进程动态行为监控的设计与实现

本文研究的进程监控系统使用D PSQ L数据库作为跨平台通信的媒介,以Java 2提供的JFC为基础设计而成。该系统可实时监测服务器上运行进程的状态,并将状态信息以图形化方式反馈给系统管理员,从而有助于系统核心进程状态的实时监测和进程的故障恢复与重启,实现了进程管理、运行状态监测、重启日志记录、系统参数配置等主要功能。     

Monitoring and debugging distributed realtime programs

In this paper we describe the design and implementation of an integrated monitoring and debugging system for a distributed real-time computer system. The monitor provides continuous, transparent monitoring capabilities throughout a real-time system's lifecycle with bounded, minimal, predictable interference by using software support. The monitor is flexible enough to observe both high-level events that are operating system- and application-specific, as well as low-level events such as shared variable references. We present a novel approach to monitoring shared variable references that provides transparent monitoring with low overhead. The monitor is designed to support tasks such as debugging realtime applications, aiding real-time task scheduling, and measuring system performance. Since debugging distributed real-time applications is particularly difficult, we describe how the monitor can be used to debug distributed and parallel applications by deterministic execution replay.     

Systems with Human Monitors: A Signal Detection Analysis

Automated factories, the flightdecks of commercial aircraft, and the control rooms of power plants are examples of decision-making environments in which a human operator performs an alerted-monitor role. These human-machine systems include automated monitor or alerting subsystems operating in support of a human monitor. The automated monitor subsystem makes preprogrammed decisions about the state of the underlying process based on current inputs and expectations about normal/abnormal operating conditions. When alerted by the automated monitor subsystem, the human monitor may analyze input data, confirm or disconfirm the decision made by the automated monitor, and take appropriate further action. In this paper, the combined automated monitor-human monitor system is modeled as a signal detection system in which the human operator and the automated component monitor partially correlated noisy channels. The signal detection analysis shows that overall system performance is highly sensitive to the interaction between the human's monitoring strategy and the decision parameter, Ca, of the automated monitor subsystem. Usual design practice is to set Ca to a value that optimizes the automated monitor's detection and false alarm rates. Our analysis shows that this setting will not yield optimal performance for the overall human-machine system. Furthermore, overall system performance may be limited to a narrow range of realizable detection and error rates. As a result, large gains in system performance can be achieved by manipulating the parameters of the automated monitor subsystem in light of the workload characteristics of the human operator.     

基于CORBA分布构件模型的应用服务器管理平台的研究与实现

本文在分析了CCM应用服务器管理意义的基础上，从StarCCM中间件系统结构特点出发，提出了StarCCMCM应用服务器层次式管理框架与管理模型，并介绍了在此基础上开发的StarCCM监控管理工具。通过StarCCM管理平台，可以实时地监控分布构件系统的内部运行状况，从而使得系统管理员可以有效地管理系统资源，调节系统性能参数。     

一种机载DSP系统主控机的实时计算模型

现代机载数字信号处理（DSP）系统中的主控机是具有严格实时需求的计算环境，负责实时存储，显示和控制等重要功能，针对机载DSP系统的特殊性及其对实时计算的具体需求，提出了一种基于实时Linux技术的实时计算模型，它通过与操作系统层的实时支持相结合，实现了包括多任务并发的实时调度方法，硬实时和软实时任务协同工作机制以及实时事件驱动机制在内的完整运行环境，相对于现有的基于分时操作系统的方案，实时性能更为可靠，计算资源利用率高，相对于使用受严格许可证限制的商业实时操作系统的技术，应用开发灵活易行，软件成本更低。     

QNX与VxWorks的特性分析和实时性能测试

复杂的测控应用对于实时性的要求非常高.在硬件已经确定的情况下,实时系统的性能很大程度上取决于所采用的实时操作系统.分析了QNX RTOS v6.1和VxWorks AE 1.1的特性,对这两个操作系统的实时性能指标进行了对比测试,测试结果表明,QNXRTOSv6.1的实时性能优于VxWorksAE 1.1.     

实时操作系统的性能分析和评估

针对实时操作系统的基本原理和运行机制,提出评估系统实时性能的基本参考指标,并分析各项指标对系统实时性能的影响。采用软件插桩的方法测试不同实时操作系统的性能指标,根据测试结果对系统实时性能进行综合对比评估。     

Intel virtualization technology

A virtualized system includes a new layer of software, the virtual machine monitor. The VMM's principal role is to arbitrate accesses to the underlying physical host platform's resources so that multiple operating systems (which are guests of the VMM) can share them. The VMM presents to each guest OS a set of virtual platform interfaces that constitute a virtual machine (VM). Once confined to specialized, proprietary, high-end server and mainframe systems, virtualization is now becoming more broadly available and is supported in off-the-shelf systems based on Intel architecture (IA) hardware. This development is due in part to the steady performance improvements of IA-based systems, which mitigates traditional virtualization performance overheads. Intel virtualization technology provides hardware support for processor virtualization, enabling simplifications of virtual machine monitor software. Resulting VMMs can support a wider range of legacy and future operating systems while maintaining high performance.     

A comparison of four microcomputer operating systems

This article describes a comparative study of four operating systems for IBM-PC compatible microcomputers. The assessment concentrated on the suitability of the operating systems for use in real-time applications, and on their use as development environments for real-time systems. The study evaluated the predictability and the performance of the operating systems in several areas critical in real-time systems by using comparative benchmarks. In addition, a small-scale simulation of a process control system was developed for each of the systems. The operating systems that were studied were UNIX, OS/2, QNX and FlexOS. These operating systems represent a broad spectrum of systems from general purpose operating systems to small, specialized real-time operating systems. The details of the evaluation process are given and a summary of the results is presented.     

Harris角点检测在电力设备状态监测中的应用

人们对电力设备的要求逐渐提高,电力设备的带电检测、在线监测、巡检和试验、运行工况、环境等是电力设备状态监测和评估发展的必然趋势。由于一些大型电力设备长期工作在户外恶劣的环境下,随着时间的推移,其性能会下降并逐渐降低用电可靠性。为了更好地实现对电力设备的监测并保证电力系统的正常运行,针对常见电力设备运行中出现故障的特点,该文采用Harris角点检测监控电力设备状态的方法来对电力系统中的运行设备进行监测。该方法将摄像头搜集的实时图像和正常运行的电力设备状态进行比较,根据比对采集到的图像焦点特征来判断正在运行的电力设备是否发生故障,以便于电力设备监测的工作人员及时采取合理的处理措施对已故障的设备进行保养和维护。该方法不仅减轻了维修人员的工作负担,还减少了因设备故障导致的用电事故,从而大幅度提高了电力系统的安全性和稳定性。