基于noc结构的嵌入式操作系统的设计与研究

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1、基于NoC结构的嵌入式操作系统的设计与研究刘建忠烟台大学文经学院摘要：随着科技的发展，NoC技术得以提出，单片机的应用范围也越来广。而加强这些技术的利用，则能更好的完成嵌入式操作系统的设计。基于这种认识，在分析嵌入式操作系统的基础上，对基于NoC结构的单片机嵌入式操作系统内核设计问题展开了探讨。关键词：单片机;嵌入式;操作系统;NoC结构;内核设计;0引言在嵌入式操作系统设计中，釆用单片机能够更好地实现系统操作控制。而釆用NoC结构，则能使系统保持高效运行，进而使系统能够更快完成多任务的处理。因此在进行嵌入式操作

2、系统设计时，还要加强单片机和NoC结构的利用，以便更好的完成系统内核设计，继而使系统性能得到进一步提高。1嵌入式操作系统概述所谓的嵌入式操作系统，其实就是在嵌入式系统中得到应用的操作系统，是系统软件的一种，在较广范围内得到丫应用。就目前来看，这种操作系统一般由通信协议、底层驱动、系统内核等构成，负责进行系统调配和任务调度等工作，能够利用模块装卸实现系统功能和对活动的控制。2系统内核设计NoC是面向纳米工艺体系结构的集成电路设计技术，用于解决多CPU系统结构问题。在单片机嵌入式系统内核设计上，就可以采用该种结构，以

3、满足系统内核控制要求。2.1系统头文件设计系统头文件设计应达到增强编译移植性的目的，所以还要利用OS.h文件完成所有头文件存放。使用80C51单片机作为系统目标处理器，需完成头文件中硬件地址的寄存器名定义，其中需包含“reg51.h”。在OS.h中，需完成系统结构体、宏定义等内容的包含，并涵盖所有函数声明，以免调用函数时需要重复声明。利用宏定义，系统则能完成各参数值定义，并直接利用头文件进行数值修改。2.2系统主函数设计在主函数设计上，还要利用结构体完成进程控制模块PCB的定义，以完成系统进程特征的记录和变化过程

4、的描述。采用PCB,也能实现进程管理，其中应包含与进程对应的数据地址、标识符、优先级等。在进程调度的过程屮，需要利用UCOS系统实现上下文中OS_TASK_SW()的切换。因为其中拥有软中断指令，可实现现有任务中断，并完准备就绪任务的调用UL在系统启动过程中，需先实现PCB初始化，然后进行任务创建。在这一阶段，需确定任务创建的处理器、地址等参数，并将PCB分配给任务。为确保任务处理效率，系统设计的用户任务数为4，在OS.h屮得到丫定义，能够进行随时修改。而在系统屮，只有以END(IDoftask)为标志的任务冰能

5、结束，否则任务处在循环状态。因此在任务创建的过程中，需进行结束标识符的添加。而完成任务创建后，OS会进行任务启动。2.3系统多任务调度在系统多任务调度方面，主要需要完成定时器0值设置，并完成第1个进程的调用。而通过进行“im”这一全局变量的定义，则能完成正执行任务标号的存储。从组成上来看，定时器0是由2个八位寄存器组成，需分别进行存取值设置，初始值则为进程执行时间。在队列数组中，排列在最前面的任务拥有最高优先级。完成寄存器中“ET”的设置，可以实现单片机溢出中断。利用“TRO”位，则能进行定时器0的开启。为此，还

6、要将“EA”位设为1，利用“icall”实现进程调用。在第1个进程启动后，调度函数将决定下一个需要执行的任务。首先，将对变量“re_flag”的值进行判断，以实现进程删除。而在进程进入下一循环时,其将根据堆栈指针顺序确定需要进行哪个任务的优先执行。在确定下一个需要执行的任务后，需根据任务优先级完成定吋器0的设定。在函数结束后，任务会自动出栈，并在堆栈屮存入下一个需要执行的任务。完成全部任务后，系统将删除任务，以免过多的时间片被占用，进而避免任务陷入死循环。2.4系统进程间通信在进程间通信方面，系统需要釆用消息传递

7、实现通信，完成“message”这一全局变量数组的定义。在缓冲区，信息能够得到存储，然后以字节方式进行发送。利用“tag”等标记，则能完成消息区分，所以还要在信息发送时完成标记值的发送，其范围在广255之间。在头文件中，“mnumber”代表传递信息个数的上限，可以通过头文件进行修改m。在消息查询时，如果函数返回0值，说明无消息需发送。利用该函数，可以确定是否有空位可以进行消息存储。如果为空，则可以将消息存放到该位置。3结语通过分析可以发现，釆用NoC结构实现单片机嵌入式操作系统的内核设计，能够使系统工作流程得到

8、高效利用。而在实际进行该系统设计吋，还要通过加强系统头文件、主函数、多任务调度和进程间通信设计确保系统实时性，从而使系统得到更好的应用。参考文献[1]彭铁牛.嵌入式实时操作系统在单片机上的开发应用研究[J].山东工业技术,2016(3):43.[2]陈丽芳.基于单片机的嵌入式系统开发[J].电子测试,2015(10):13-14.[3]韩立毛，赵跃华，马祥顺.嵌入式操作系