kvm系统通信和同步机制的设计与实现

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1、华中科技大学硕士学位论文1.4国内外的研究和发展现状1.4.1国外的现状国外对嵌入式实时操作系统的研究起步较早。1981年，ReadySystem就开发了[7]VRTX32这个嵌入式实时内核，并使之商业化。进入20世纪90年代以后，嵌入式实时内核生厂商开始引入了微内核和模块化等现代操作系统的设计思想，相继推出了诸如Vxwork、VRTXsa等新一代的嵌入式[8]实时操作系统。90年代中期以后，实时内核生厂商为了支持网络和图形界面等功能，同时为终端产品制造商提供标准的API,对实时内核又进行了一番革新。这个时期代表性的产[9

2、]品有Vxwork，QNX,Lynx和WinCE等。同时可以看出，从90年代以后，嵌入式实时操作系统的技术发展就有了新的趋势。首先是嵌入式实时操作系统自身内核的设计更加容易移植。其次是出现了专门支持某些对实时性要求不高的产品的嵌入式实时操作系统，这包括PlamOS，WinCE[10]等。最后是针对可靠性和实时性要求特高的设备，也有公司开发出了适用的嵌入式操作系统。当前世界上的主流的嵌入式实时操作系统主要有VxWorks，µC／OS-II，µClinux，eCos等。VxWorks由400多个比较独立的模块组成，提供了很多规

3、范的API，它在当前[11]的嵌入式实时操作系统市场中拥有较高的占有率。µC／OS-II是JeanJ．Labrosse编写的执行效率高，移植性好，可裁剪，抢占式[12]的多任务多优先级的嵌入式实时内核。它是开放源代码的产品，适合工程师学习[12]和使用。µClinux是micro-controlLinux的简称，它是一款针对嵌入式产品的Linux版本。它为应用程序提供了丰富的API，同时具有良好的稳定性和移植性，对网络和文件系[13]统的支持也非常出色。eCos(是embeddedConfigurableoperating

4、system的简称)，源代码开放，移植性好，采用了微内核和模块化的设计思想，由大量可配置的模块组成，是一款优秀的嵌入[14]式实时操作系统。1.4.2国内的现状国内对嵌入式实时操作系统的研究起步较晚，但目前也有了一定的发展。3华中科技大学硕士学位论文国内较为领先的嵌入式实时操作系统有凯思集团公司自主研制开发的嵌入式实时操作系统HopenOS和由北京科泰世纪科技有限公司和清华大学共同研制的《和欣》操作系统(1.0版)。HopenOS的内核只有10KB左右大小，非常精简，它也由可配置的组件组成，[15]具备了实时内核的特征，目

5、前已能支持绝大多数的嵌入式芯片。《和欣》操作系统的网络服务功能较为强大，它基于构件、中间件技术，具有[16]很高的效率和灵活性，具有较大创新意义。但总的来说，国产的嵌入式实时操作系统在技术含量、兼容性、市场运作模式等方面还有很多工作要做。1.5主要研究工作和论文组织结构本文主要研究嵌入式实时操作系统KVMOS内核中的任务间通信和同步管理模块的结构和功能。目的在于在台湾某主流KVM生产商提供的s3c2410开发板上，设计和实现基于ARM9的能满足实际需求并专用于KVM切换器的嵌入式实时操作系统的通信同步管理模块。对此模块进行

6、了详细的测试，并对测试结果进行了细致的分析。本文的组织结构安排如下所列。第一章介绍了课题的来源，课题的背景和意义，国外的研究现在以及已有的成果和国内的发展现状。第二章介绍了KVMOS任务通信和同步机制的理论基础。此部分包括介绍通信和同步机制在KVM系统中的重要地位以及该机制所依赖的内核其他部分比如任务管理，任务调度等模块。第三章对KVMOS通信和同步机制的各个子模块进行了介绍，并设计了这些模块的内部运行机制和相应的数据结构。第四章在参考其他嵌入式实时操作系统的优秀成果的基础上实现KVM系统通信和同步机制。第五章首先介绍了测

7、试的硬件平台和软件开发环境，然后对KVMOS通信和同步模块进行了性能上的测试，并对测试结果进行了详细分析。结束语部分对论文进行了总结。4华中科技大学硕士学位论文2通信和同步机制的理论基础KVMOS通信和同步机制是KVMOS内核的一部分，和内核中的其他模块息息相关，同时又对其他模块产生着巨大的影响。内核总体的结构和设计思路深刻地影响着该机制的设计和实现。由于通信和同步机制是任务提供服务的，同时该机制又依赖于内核中任务相关的部分，因此有必要对KVMOS任务相关部分进行细致分析。本章对该机制在设计中将涉及的诸如临界区等重要概念也

8、进行了阐述。2.1通信和同步机制的地位本课题研究的KVMOS是专为KVM切换器设计的，根据KVM切换器的现实需要，经过详细设计和慎密实现后形成后的比较完善的嵌入式实时操作系统。KVMOS中的通信和同步机制是非常重要的功能模块。它在多任务的KVM切换器系统中为任务之间互相协调、互相配合以及交换信息进行通信