reworks嵌入式实时操作系统和rede嵌入式软件开发环境

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1、ReWorks嵌入式实时操作系统和ReDe嵌入式软件开发环境1引言嵌入式系统与软件是发展先进制造业和现代服务业，满足高端数字化应用对网络自适应、服务个性化、功能综合化以及功能复杂化等需求的重要技术保障。随着嵌入式微处理器、通信总线、存储器和嵌入式计算机系统结构的技术发展，嵌入式硬件的价格不断降低，计算能力、通信能力和存储能力不断提高，这为嵌入式软件的发展提供了更大的空间。另一方面，嵌入式应用层面的信息化、智能化、网络化需求，促使传统的嵌入式软件向基于嵌入式实时操作系统的、更具功能扩展能力和价值创造能力的嵌入式软件发展。在

2、轨道交通、船舶电子、信息家电等领域，嵌入式技术的应用已经成为提高产品竞争力的重要手段。ReWorks是华东计算技术研究所自主研制的嵌入式实时操作系统，ReDe是为ReWorks提供的嵌入式软件开发环境，该产品已广泛应用于轨道交通、船舶电子、信息家电、工业控制和国防领域。本文从技术角度对ReWorks/ReDe的结构、功能和特点作简要介绍。2ReWorks嵌入式实时操作系统嵌入式实时操作系统位于嵌入式硬件和嵌入式应用软件之间，为上层应用提供基础服务，是信息家电、信息终端等嵌入式应用产品的核心和灵魂，应用系统的功能实现、实时

3、性能、安全可靠在很大程度上依赖于操作系统的支持。ReWorks/ReDe采取宿主/目标机的体系结构，如图1所示：源代码工程管理工具DSP应用目标运行环境DSP图形开发工具第三方软件工具集成固化工具目标监控代码下载远程调试系统仿真编辑器交叉编译目标代理串口网络运行代码BDM核心配置目标运行环境ReWorks3.0x86/ARM/PPCJTAG宿主开发环境ReDe3Windows/Linux共享内存网络CPCIReWorks库C/C++库目标代码图1ReWorks/ReDe的宿主/目标机体系结构（1）系统结构ReWorks采

4、用微内核及组件技术，能根据应用需要对操作系统内核进行配置、裁剪、扩展与定制，具备较强的伸缩能力。其中，微内核提供强实时调度、基本内存管理、时钟管理、中断管理等功能，核心组件提供定时器、区域、分区、信号、事件、信号量、消息等可裁剪功能。这种微内核、层次化组件结构决定了其固有的模块化特性，为提高系统的升级维护能力、目标处理环境适应能力以及系统的扩展能力等提供了基础保障。（2）ReWorks的强实时性ReWorks提供实时多任务管理机制，支持基于优先级的可抢占调度、时间片轮转调度以及速率单调算法等任务调度策略和技术。对于可抢占

5、调度，高优先级的任务可随时打断低优先级任务的运行，抢占点不仅包括应用程序，也包括大部分内核程序，见图2。同时针对关键任务，允许任务的排他性运行，一旦其进入运行状态，其它优先级更高的任务也不能抢占调度，直至该任务被阻塞或运行完成。这种调度模式可以最大限度地保证关键任务的截止时间得到满足。高优先级任务内核服务内核服务低优先级任务低优先级任务时间图2内核可抢占的优先级调度对实时系统中周期性任务，ReWorks实现了单调速率调度算法，它具备周期性任务的可调度性分析能力，保证系统即使在短暂的超载情况下，不会超过各实时任务的截止时间

6、，确保系统行为的可预见性。中断响应时间是系统实时性的关键指标。ReWorks采用了核心可抢占设计，并提供中断处理和任务的关联机制，使主体的中断处理任务可运行于用户空间，提高了系统的可靠性，同时减少中断嵌套层次以及系统的临界区，缩短中断延迟时间。（3）ReWorks的标准化接口开放标准是实现软件复用和互操作的一种重要方法。ReWorks提供符合POSIX实时扩展标准的编程接口，从而大大提高了源代码级的软件可移植性。为ReWorks操作系统编写的程序，可以在任何其它的POSIX操作系统上编译执行，反之亦然。应用程序POSIX

7、APIPOSIXAPI其他POSIX操作系统ReWorks图3ReWorks的源代码级软件可移植性另一方面，ReWorks通过对市场上应用较多的美国风河公司VxWorks操作系统调用接口及相关宏定义的封装，在应用层上实现了VxWorks源代码级兼容。同时参照VxWorks驱动框架，实现了VxWorks驱动的二进制兼容。（4）ReWorks的可靠性ReWorks采取存储域管理技术来提高系统的可靠性。ReWorks存储域管理建立在硬件MMU基础之上，通过分页技术实现内存的保护映射。同时，通过对MMU的抽象，使接口实现与具体的

8、硬件特性无关，保证ReWorks能够顺利移植到其他硬件平台，包括对不具备MMU能力的硬件平台的支持。此外，为保障实时性，ReWorks存储域管理采用了存储域物理空间预分配技术，避免缺页中断，并且页表以写保护模式存储在核心域中，从而在页表得到安全保障的情况下，减小了存储域切换延迟。基于存储域保护，ReWorks通过在栈