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。     

虚拟机可瞬时开启的私有桌面云架构

私有桌面云被广泛应用在集中计算、集中管理、远程办公等场景中.现有的私有桌面云多基于OpenStack云操作系统搭建,然而,该操作系统在使用时会出现虚拟机开启时间过长导致用户等待的问题,无法满足某些应用的高实时性要求.对此,使用模板镜像策略和网络连接存储策略作为云存储层解决方案,提出一种虚拟机可瞬时开启(ISVM)的私有桌面云架构.ISVM桌面云架构包括云管理层、云存储层、云服务层.经过测试和分析发现,ISVM私有桌面云架构的虚拟机开启时间约为OpenStack云平台虚拟机开启时间的1/100,达到了毫秒数量级,能够满足应用的实时性要求.     

汽车K线通信测试系统的研究

K线是汽车工业当中广泛采用的一种通信总线标准,在许多场合都有着广泛的应用.针对汽车电子研发过程中对K线产品的特殊测试要求.详细介绍了"汽车K线通信测试系统"的设计及开发过程,其中涉及到K线通信、RS232串口通信和MFC界面程序开发几部分内容.该测试系统可以自动进行适配器设置,测试数据动态实时显示和测试数据自动存储.     

基于OSEK/VDX的RTOS设计与实现

在分析OSEK/VDX规范的基础上,从任务调度、事件机制和资源管理等方面出发,研究8位嵌入式实时操作系统FDOSEK的设计,并在Freescale的MC9S08DZ60芯片上实现其内核。对FDOSEK的任务切换时间和存储需求进行测试,结果表明,FDOSEK具有较强的实时性和较低的存储需求,适用于汽车电子领域。     

基于决策表的AUTOSAR操作系统一致性测试研究

汽车开放系统架构(AUTOSAR)规范为车载嵌入式操作系统及其相关服务定义了一系列的抽象标准接口，得到了广泛应用。传统AUTOSAR操作系统一致性测试方法针对性不强，无法测试不同一致类级别的操作系统，被测系统需要符合最高一致类级别要求才可以通过测试，因此需要额外抽取符合要求的测试用例。基于决策表设计了一种面向AUTOSAR操作系统的一致性测试方法。决策表是一种表达事件在逻辑上相互依赖关系的符号手段，可将复杂的逻辑关系和多种条件组合情况详细地列举出来，且可根据需求进行重制。通过在设计测试用例时参照一致类进行划分，使得测试用例在生成时被赋予一致类属性，可针对不同级别操作系统进行测试。在实际实验中，该方法实现了不同一致类操作系统的针对性测试，对5个功能模块的4种一致类执行了测试，避免了379条测试用例的额外抽取，提升了测试效率。     

基于OSEK/VDX操作系统的任务管理机制设计

在汽车电子仿真控制平台开发领域,通常需要遵循OSEK／VDX规范集,而该规范集的核心之一便是OSEK／VDX操作系统规范。要设计一个符合该规范的微实时操作系统,任务管理机制是保证其实时性的重要方面。该史提出一种符合OSEK／VDX操作系统规范的任务管理机制,以满足OSEK／VDX操作系统的需要。     

实现数据存储、数据计算和资源管理的分离

在传统操作系统中,数据存储的抽象(进程虚拟地址空间)、数据计算的抽象(线程)和资源管理的抽象(进程)是不可分离的.首先分析了在操作系统中由于3类抽象不可分离而存在的问题,根据分析提出了数据存储抽象、数据计算抽象和资源管理抽象互相分离的思想,进而根据这一思想提出了虚拟地址空间基于文件操作系统,分析该操作系统的体系结构模型,研究了实现3类抽象分离的线程迁移技术和指令对文件寻址技术,最后讨论了系统的实现，测试和性能评价.此项研究说明了在操作系统中实现数据储存、数据计算和资源管理的分离是可行的.     

基于XML的OSEK OS配置工具的设计与实现

本文介绍了广泛应用于汽车电子实时操作系统的OSEK/VDX规范.在分析了现有OSEK/VDX实现语言(OIL)规范和XML技术的基础上,设计了基于XML的OSEK/VDX操作系统配置语言和操作系统配置工具.     

OSEK COM通信规范的通信系统研究

OSEK/VDX规范在汽车电子控制系统开发中具有重要地位,其中OSEK/VDX通信规范（OSEK COM）为汽车电子通信系统的构建提供了依据和参考。本文介绍了OSEK COM3.03规范基于消息的通信机制,设计并实现了一种基于CAN总线的通信系统,并对该系统的功能进行了测试。测试表明,该通信系统可以很好地实现消息的发送和接收功能。     

基于分类树的OSEK/VDX操作系统一致性测试研究

在深入研究OSEK/VDX操作系统规范的基础上,提出了基于分类树的OSEK/VDX操作系统的一致性测试方法。该方法的核心思想首先是从OSEK规范抽取出测试目的,其次根据规范和测试目的构造分类树和划分分类树的输入域,再次为分类树添加生成规则和限制条件,最后借助CTE XL工具自动生成一致性测试用例。通过对MiniOSEK的一致性测试,验证了使用分类树方法进行OSEK/VDX操作系统一致性测试的有效性与正确性。     

OSEK／VDX实时操作系统的研究与应用

OSEK操作系统对其不同版本提供的应用程序接口进行了标准化,并在嵌入式实时操作系统的基础上,分析OSEKOS及两者技术特点之间的差异;通过修改内核的部分功能,使之符合OSEKjVDX规范,并将其应用到CAN网络申的节点通信。本文着重描述了操作系统的任务管理机制、符合类、同步机制和中断管理。     

OSEK操作系统定时机制优化设计

OSEK/VDX操作系统标准是被汽车电子业界普遍接受的工业标准。为了满足汽车电子可靠性和实时性的要求,需要尽可能提高操作系统的定时机制对定时事件响应的速度。因此,分析定时事件在嵌入式系统中的表示,通过使用ICTOH算法、堆排序和硬件计数器对OSEK操作系统的定时机制进行优化设计。对比实验结果表明,该方法能获得更高的效率。     

基于cntlzw指令的OSEK汽车电子实时操作系统

针对汽车电子软件的复杂性、实时性和可移植性问题以及现有OSEK操作系统的开源性问题,基于OSEK操作系统规范(ISO 17356-3),采用面向对象的程序设计思想,从任务、中断、资源、事件、计数器和警报6个方面进行研究,利用32位PowerPC处理器的数出前导零数目指令cntlzw和软中断等,设计了一个具有可裁减性和可扩展性的汽车电子实时操作系统,并在MPC5554开发板上进行了操作系统的内核移植和性能测试。     

μC/OS-II在XC164CS上的移植方法

为简化应用程序的编写,在嵌入式系统开发时采用实时操作系统平台,提出将μC/OS-II实时操作系统内核移植到Infineon XC164CS微控制器上的方法。以轿车车门控制器设计为例,应用已在XC164CS上移植的μC/OS-II内核,添加车窗控制、按键输入、后视镜控制和看门狗4个任务,测试结果证明了内核移植的正确性和有效性。     

常用嵌入式实时操作系统比较分析

以与实时系统开发过程密切相关的实时性、故障容错和标准兼容性等关键特征为基础,提出一套对嵌入式实时操作系统性能衡量的标准,涵盖体系结构、硬件支持、调度管理、内存管理、进程间通讯、定时性能、网络支持、文件系统、驱动编程以及开发调试等关键特证。并利用该标准对常用嵌入式实时操作系统进行了详细地分析与对比,为系统研发过程中嵌入式实时操作系统的选择提供指南。     

OSEK/VDX嵌入式实时操作系统在汽车稳定性控制器中的应用

根据OSEK/VDX标准设计嵌入式实时操作系统,侧重于任务管理,资源管理部分的实现。并在自主开发的汽车稳定性控制器硬件在环仿真平台上进行验证。实验结果表明,在该操作系统上开发系统可以有效地提高实时性和稳定性,能够满足汽车稳定性控制器的要求。     

基于OSEK规范的嵌入式实时操作系统研究

介绍了当前在国际汽车工业界日益占据主导地位的汽车电子开放式系统及其接口的软件规范(OSEK／VDX)体系的来由和最新的发展动向，以及该体系中实时操作系统规范(0SEK OS)的特点。同时，详细地分析了OSEK OS运行机制，并讨论了系统实现和优化的方法。     

基于嵌入式Linux系统的时间统一平台

通过描述硬件体系结构、嵌入式操作系统等，提出了一种时间统一平台的设计方法。嵌入式操作系统是在标准Linux系统的基础上，经过系统裁减和实时性支持生成的。测试结果表明，基于嵌入式Linux系统的时间统一平台可以明显提高时间校准精度。     

嵌入式操作系统的形式化验证研究

描述了一个汽车电子嵌入式实时操作系统的分层形式模型:在低层,该操作系统的顺序内核承担基础设施的角色,实施任务、ISR和系统服务等并发执行体之间的切换;而在高层,该操作系统向用户提供可并发执行的系统服务。两个层次的模型具有不同的配置状态视图和操作粒度。作为最重要的安全相关特性,应用与OS之间的存储隔离保护机制在顺序内核的模型中得以体现。建立了操作系统的实现正确性定理,包括相应的仿真关系和实现不变量。根据该操作系统两个部分模型的特点及相应代码的实现语言情况,选择组合应用定理证明器Isabelle/HOL和程序验证工具VCC的方式,有效完成了该操作系统的形式化验证。     

AUTOSAR可运行实体-任务自动映射方法研究

下一代汽车电子标准AUTOSAR定义汽车应用程序设计过程包括系统级设计和ECU级设计。系统级设计以软件构件为单位来设计应用,其中软件构件包含一组可运行实体。ECU级设计主要将可运行实体代码组织为嵌入式实时操作系统任务。因此,在将分配到ECU的软件构件集转换为实时系统任务集的过程中,需要有经验的嵌入式开发工程师进行可运行实体-任务的映射配置,以保证系统的实时性。鉴于可运行实体-任务的映射配置工作具有配置需求量大、复杂度高等特点,文中设计了一种可运行实体-任务自动映射方法。该方法综合考虑了可运行实体的触发关系、周期需求、数据共享等因素,对提高汽车软件开发效率具有非常重要的实用价值。最后,将该方法应用于AUTOSAR标准的汽车电子巡航控制系统实例中。实验结果显示,所提方法在抖动时间、阻塞时间、调度频繁度和数据通信量4个方面都具有良好的表现。