嵌入式实时操作系统μC/OS-Ⅱ在LPC1788上的移植及应用

详细介绍了以LPC1788 ARM Cortex-M3微处理器为目标硬件平台,在IAR Embedded Workbench for ARM 6.3集成开发环境下μC/OS-II实时操作系统的详细移植过程,重点阐述移植代码中堆栈初始化、任务切换、时钟中断服务程序的编写方法,并在评估板上验证了在该嵌入式实时操作系统上实现多任务操作。     

基于FPGA的16位堆栈处理器的设计

设计了一款面向嵌入式控制领域的16位堆栈处理器,该处理器包含两个堆栈:执行数学表达式的数据堆栈和支持子程序调用的返回堆栈,其指令集含35条堆栈指令.详细给出了该堆栈处理器的体系结构及设计方法;不仅采用简单有效的指令编码方式缩小了代码体积,同时给出了单周期操作多个堆栈元素的解决方法.该处理器采用FPGA实现,在XC5VLX110T芯片上的运行时钟频率最高达到146.7MHz.最后给出了设计的软件仿真与硬件综合结果.     

μC/OS-Ⅱ在ARM微处理器S3C44B0X上的移植

介绍了源码开放的实时多任务的μC/OS-Ⅱ操作系统在ARM微处理器S3C44B0X上的移植方法.简要说明了移植的主要工作步骤,提出并分析了移植中模式选择、时钟节拍中断选择、堆栈结构设计和上下文切换等几个关键问题,重点叙述了各个问题的解决方案,并给出了测试结论.     

μC/OS-Ⅱ操作系统的任务切换

μC/OS-Ⅱ操作系统是一个多任务占先式实时操作系统,每一个任务由三部分组成,任务控制块,任务的私有堆栈、任务代码。每一个任务有一个决定其重要性的任务优先级,系统通过任务就绪表来进行任务的切换,就绪的任务在任务就绪表中设置其标志位,退出就绪的任务在就绪表中撤消其标志位。任务的切换过程就是通过任务就绪表找到优先级最高的任务,保存原来运行任务的上下文到该任务的私有堆栈中,从最高优先级的任务私有堆栈中复制断点数据到工作寄存器中,pc指针指向该任务的代码段,实现了任务的切换。     

基于RISC-V的嵌入式多指令集处理器设计及实现

软件生态是限制RISC-V指令集架构发展的主要因素之一.让RISC-V处理器可以直接运行ARM Thumb二进制代码能在一定程度上缓解其在嵌入式领域中的软件生态问题.本文基于二进制翻译,通过硬件支持ARM Thumb的标志位、分支指令、条件执行,在RISC-V处理器上以较低的面积和功耗开销实现了对ARM Thumb程序的支持并获得了较好的性能.通过运行Embench基准程序套件,该处理器翻译运行ARM Thumb程序的平均性能能够到达直接运行RISC-V程序性能的75.5％.相较于仅使用二进制翻译支持ARM Thumb,该处理器运行ARM Thumb程序的性能提升了3.1倍,面积开销则下降了7.8％.     

基于FPGA的Java指令折叠器的研究与设计

Java虚拟机的设计是基于堆栈的,它的性能由数据相关性而被限制.为了提高JVM的性能,于是sun公司提出了堆栈操作折叠机制并且用于picoJava Ⅰ、Ⅱ处理器,它折叠了42.3%的堆栈操作.通过把连续的字节码与预先定义的类型在指令译码器中对比,那么push、pop操作的数量就能被减少.文中为Java处理器设计了一种简单的指令折叠器,最终在FPGA上加以实现,从而大大地提高了JVM的性能.     

μC/OS-Ⅱ在微处理器LM3S8962上的移植

基于具有广泛应用前景的ARM Cortex-M3微处理器体系结构,将μC/OS-Ⅱ实时操作系统移植到微处理器LM3S8962。通过分析微处理器LM3S8962和μC/OS-Ⅱ内核结构,并且结合ARM Cortex-M3体系特点,利用ARMCortex-M3所固有的嵌套向量中断控制器(NVIC)和Thumb-2指令集体系结构(ISA),完成了移植μC/OS-Ⅱ所需要的函数的编写,宏的定义和任务堆栈的实现,特别是利用ARM Cortex-M3所提供的新型中断-可挂起系统调用(PendSV)作为实时系统完成任务切换的软中断。给出了部分移植函数的代码,未给出代码的函数也对函数结构进行了详细的描述。通过对移植进行测试,结果表明在时钟频率为20 Hz的情况下系统运行正常,能够正常的完成任务切换,实现了移植的目的。     

基于ARM核的S3C4510B启动代码的研究与应用

研究了ARM核处理器S3CA510B的中断异常处理机制和启动代码的任务及运行过程。分析了在REMAP(存储系统重映射)情况下中断向量设置、存储系统配置、堆栈初始化、代码拷贝、应用程序运行环境初始化过程,以及GNU下链接文件编写和定义规则。最后在基于GNU编译器的EMBESTIDE开发环境下,成功设计完成了S3CA510B的启动代码,给出据该启动代码的一个应用实例。研究了ARM核处理器S3CA510B的中断异常处理机制和启动代码的任务及运行过程。分析了在REMAe(存储系统重映射)情况下中断向量设置、存储系统配置、堆栈初始化、代码拷贝、应用程序运行环境初始化过程,以及GNU下链接文件编写和定义规则。最后在基于GNU编译器的EMBESTIDE开发环境下,成功设计完成了S3CA510B的启动代码,给出据该启动代码的一个应用实例。     

深入探讨ARM CORTEX-M3处理器中断异常系统的使用

本文介绍了ARM CORTEX-M3处理器中断异常系统的使用,包括堆栈建立,向量表建立,中断优先级分配,软件中断等。同时,本文着重论述了使用中的一些注意事项,如防止堆栈溢出,跨器件移植,数据同步隔离指令的使用等。     

硬实时系统中基于任务同步及节能的动态调度算法

提出基于任务同步及节能的动态实时调度算法HDSA(hybrid dynamic scheduling algorithm),以有效地解决任务同步及节能的难题.HDSA 结合RM及EDF算法,在满足任务实时可调度性及任务同步的限制条件下,采用DVFS节省能耗.HDSA包含静态算法及动态算法两部分.静态算法在静态条件下,求出任务的静态速度.动态调度算法在实际运行中,固定临界区的运行速度,并充分回收、利用任务运行时的空闲执行时间,调节处理器的速度,以有效降低能耗并满足实时可调度性.同时避免高优先权任务被阻塞时,临界区继承高优先权任务的速度时所造成的处理器电压开关的频繁切换,因而能有效地降低实时任务调度的成本.实验测试表明,HDSA在调度性能上明显优于目前所知的有效算法.     

全媒体演播室兼容4K与高清制作及直播的实现方案

本文提出全媒体演播室4K制作与高清直播兼容的一种实现方式,通过巧妙设计和切换台独有的格式融合功能,使系统切换4K制作模式和高清制作模式时操作十分简便,并能实现4K制作和高清直播同步进行.本文还对HDR与SDR同制流程、新媒体接入与分发等研究方向进行了阐述.     

一种任意时间片长度对CPU上下文切换代价影响消除的新方法

分析并量化了操作系统任务调度时上下文切换对CPU性能影响,得出了任务上下文切换代价对CPU效率影响关系.在此影响关系的基础上,提出了一种可行的Hyper-Scheduling方法.此方法通过在CPU内部设置一条特殊的任务切换专用流水线数据通路,并在通用寄存器堆上寄生一个相同的寄存器堆(影子寄存器堆)和监视访存状态的寄生逻辑,来监视各硬件资源运行情况,实现在CPU硬件资源闲置状态时进行预先数据准备或任务保存.当任务切换时将这条特殊数据通路与CPU主数据通路流水线进行交换,使上下文切换时间可趋近于零,任务切换代价被消除,上下文频繁切换或时间片长度缩短至近于零的情况下,CPU效率仍能够保持性能最大化.     

第三方实时测试结果

赛灵思处理器解决方案在AT RTOS测试过程中始终保持高性能(测试结果可向AT索取)。衡量处理器RTOS性能的两个关键参数是中断延迟时间和任务切换时间。对运行在相对保守的100Mhz MicroBlaze Virtex-II Pro FPGA 系统之上的Nucleus实时OS环境进行的最新测试结果表明,其中断延迟时间领先于竞争软处理器解决方案一个量级以上。中断响应时间快的好处是可加快系统对事件请求做出响应的速度。此外,MicroBlaze平台的快速任务切换操作性能也允许更快地执行等待服务的例程或任务。Mentor Graphics公司嵌入式系统部Accelerated Technology…     

基于ARM的嵌入式软件系统平台实现

ARM广泛应用于嵌入式处理领域,AT91RM9200是基于ARM920T构建的处理器芯片,该芯片支持片内引导和片外引导2种方式,通过片内引导完成U-Boot在目标平台的加载和运行。以U-Boot为基础,完成了VxWorks在目标平台上的移植和运行。通过U-Boot和BootRom两种方式分别实现了嵌入式软件系统平台的构建,并介绍了实现方法和步骤。     

一种VLIW循环指令的预取和优化策略

本文提出了一种VLIW处理器的预取和针对循环指令的优化策略.文中重点介绍了预取普通指令和处理循环指令的方法,以及普通预取和循环预取这两种预取模式间的切换方式.基于该设计和优化方案,可以有效减小取指操作的功耗.实验证明,在针对不同的应用上,减少的功耗从40％到90％不等,优化了该VLIW多运算簇DSP处理器的性能.     

基于ARM处理器的Linux系统实时时钟的设计

文章使用DS3231芯片为基于ARM处理器的Linux嵌入式系统提供独立的实时时钟,处理器从DS3231获取精确的时间信息.介绍了ARM处理器与实时时钟芯片的接口电路设计.介绍了嵌入式ARM处理器和12C总线的通讯协议,介绍了Linux-2.6的驱动程序结构,并在此基础上给出了实时时钟驱动程序在实现方法.     

基于ARM核的嵌入式应用系统中的启动代码的编程

启动代码是针对基于32位ARM核的嵌入式系统的应用软件所编写的一段汇编程序,通过它将C语言编写的应用程序从FLASH存储器映射到SDRAM存储器,提高了系统的运行速度.启动代码实现了堆栈初始化、中断初始化、外围初始化等操作,大大提高了系统的开发效率及软件性能.本文详细介绍了对基于ARM核的32位嵌入式应用系统中启动代码的编程步骤,给出了一个具体的应用实例,并结合此例对代码的编译及调试过程进行了阐述.     

一种高效的矢量上下文切换算法

随着信号处理和图像处理的大规模应用,出现了大量提供矢量处理能力的处理器,操作系统已有的上下文切换功能逐渐不能满足矢量运算任务的实时性要求;为了改进基于矢量运算的任务上下文切换性能,文章提出了一种高效的矢量上下文切换算法;基于某型嵌入式实时操作系,设计实现了所提出的矢量上下文切换算法,并进行任务上下文切换的性能对比实验;实验结果表明,文章提出的矢量上下文切换算法可以有效地提高混合环境下任务切换的效率,显著减小矢量任务上下文切换的时间消耗。     

多站联合测控中USB跟踪链路快速切换的实现

介绍了统一S频段(USB)测控设备跟踪链路切换的原理,针对多站联合测控中手动切换链路效率低的不足,为满足任务高难度、严要求的需要,缩短切换时间,提高切换准确性,提出以宏命令方式进行链路切换操作,应急状态下直接调用宏文件的方法,并在C#语言和.NET环境下采用用户数据报协议(UDP)实现快速切换,较原手动切换方法速度提高了约4倍.     

LTE系统中基于ARM软件跟踪调试技术的研究与实现

本文论述了在LTE系统中基于ARM11内核的嵌入式跟踪调试技术。为了满足LTE系统中高速数据业务的需求,方便产品开发期间ARM子系统的运行流程控制和异常情况的定位分析,本文提出了一种可靠性高、性能强的实时跟踪调试技术方案。该方案的难点在于跟踪信息片内缓存的管理和嵌入式操作系统中高低优先级任务切换时跟踪信息的缓存处理方法,保证LTE系统的高速率运行和跟踪信息的时序性。