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《vxworks smp内核调度、信号量和中断机制的设计与实现》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、国防科学技术大学硕士学位论文VxWorksSMP内核调度、信号量和中断机制的设计与实现姓名:任强申请学位级别:硕士专业:计算机技术指导教师:吴家铸20091001国防科学技术大学研究牛院:稃硕十学位论文摘要随着集成电路工艺的不断进步以及处理器体系结构的发展,同构多核处理器在嵌入式领域中得到了广泛的应用。但是,与硬件的飞速发展相比,同构多核处理器的基础软件特别是嵌入式操作系统研究却比较落后。同构多核处理器的嵌入式操作系统的开发难度大,丌发效率低。本文首先对对称多处理架构进行分析,剖析了架构与架构的区别,并对架构的先进技术做了简要说明。详细分析了系统,为系统的设计提供了参考。深入分析了内核的运
2、行机制,主要是对内核的整体结构、任务调度模块、信号量模块、中断管理模块进行了详细分析,明确了模块之间的调用关系,为后面的多核化设计打好基础。本文在对各个模块设计过程中面临的关键问题进行分析的基础上,针对架构特点,提出了支持架构的内核机制的设计方案,给出了合理的解决思路。在任务调度方面,提出了基于全局队列的任务分配算法,该算法较好实现了任务调度,调度开销跟就绪任务个数无关,在系统负载重的情况下也能平滑工作,提高了实时性和可预测性;在同步互斥机制方面,提出了自旋锁机制来实现新的信号量机制,该机制较好的实现了的同步与互斥,解决了死锁等问题,使内核的同步互斥更加简单高效;在中断管理方面,提出了中断
3、动态路由算法,该算法允许多个核同时处理不同的中断请求,相对于单核系统,减少了中断延时,提高了系统的响应性。本文在模拟器测试平台上验证了基于全局队列的调度算法、自旋锁、中断算法功能的正确性,并与单核版本的内核机制运行效果做了对比,得到了满意的结果。基于架构的调度、信号量、中断机制的设计及其初步实现,对当前嵌入式操作系统支持多核技术的发展具有一定的现实意义和理论意义。主题词:,,调度,信号量,中断第页同防科学技术人学研究生院.科硕十学倚论文,?,.,?.,,..,,,,.?.,.?,;,..,,.,?,,.,,,,...,?,?.:,,,,第页国防科学技术大学研究牛院一:稃硕十学位论文表目录表
4、.任务状态说明表.能够被调用的函数..第页国防科学技术人学研究生院样硕十学位论文图目录图.经典的多核处理器结构?图.典型双处理器的结构图?图.工作原理?图.工作原理?图..的任务就绪队列??.图..的任务就绪队列图.使用锁来防止优先级反转?图.系统中的中断分发示意图图.内核总体处理流程图?.图.内核核心函数及其封装的关系图.任务的状态转换图.基于优先级的任务抢占图.指令所处的层次.图.微内核的抢占过程图.优先级被反转?图.优先级被反转?图.局部调度带来的多次任务切换图.查找未分配处理器核的线程.图.模块的选取过程图.获取信号量的流程?..图.释放信号量的流程?.图.等待信号量的任务队列??
5、.图.中断服务程序的连接?图.中断请求与处理器核绑定策略造成中断延时过大?图.中断动念路由算法图.多核系统中断控制器的框图?图.实现中断动态路由算法的中断处理过程图.任务调度算法初始化测试??.图.任务调度算法有效性测试图.任务调度算法正确性测试图.改造前系统信号量机制测试?图.改造后系统信号量机制测试?第页国防科学技术大学研究生院一:样硕十学何论文图.算法运:半均时、日的比较图.算法运行值的比较??.第页独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果.尽我所知,除了文中特别加以标注和致谢的地方外,论文中不包含其他人已经发表和撰写过的研究成果,也不包含
6、为获得国防科学技术大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料.与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意.学位论文题目:兰三鳖墨墨壁凼趑凋廑:焦曼量垄生断扭剑数遮让生塞理日期:学位论文作者签名:??每龌,年月吕日学位论文版权使用授权书本人完全了解国防科学技术大学有关保留,使用学位论文的规定.本人授权国防科学技术大学可以保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子文档。允许论文被查阅和借阅;可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印.缩印或扫描等复制手段保存,汇编学位论文.保密学位论文在解密后适用本授权书.学位论文题目:兰坠垒璺
7、螋应挞通廑:焦曼量塑主匦扭剑数遮进复塞理.日期:。年伦月了日日期:。年月日国防科学技术人学研究生院科硕十学位论文第一章弟一早绪论三百匕.课题研究的背景近几年,国内自主知识产权的处理器得到了迅速的发展,比如年,清华大学自主研发了位微处理器芯片;年位龙芯增强型处理器芯片通过科技部验收。但是,这些处理器并没有得到广泛的应用。主要的一个制约因素是在各个应用领域,这些处理器都没有得到相应的成熟操作系统的支持。在嵌入式应用领域,国内
