基于arm cortex-a9 mpcore嵌入式多核操作系统内核研究与实现

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2、学位论文是本人巧巧师指导下进巧的研究１：作及取得的研巧成果。据我所巧］，除了文中特別加标化巧致谢的地方夕Ｋ论文中不包含其他人已经发衷或撰写过的研究成巧，也不包含为获巧化子科技大学或其它教育机构的学化或证书而使用过：的材料。与我调］：化的同志对本研究所做的任何巧献巧己在论义中作了明确的说明并巧示谢意。。作者签名＝＾！、如日期：；八年０３直Ｈ论文使用授权本学位论文作者完全了解电子科技火学有关保留、使用学位论义的规定，巧权保留并巧開家有关部ｎ或机构送交论义的复印件巧磁掘，

3、；允巧论文被蘇阅和借鞠。本人授权电子科技大学巧将学位论文的余１部或部分内容编入巧关数据库进行检索，可＾：采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇編学位论文。（促密的学位论文巧解密后应遽守此规定；禾作者篇名：Ｌ击导师签名：如马円期：又／自年Ｉ；月口分类号密级注1UDC学位论文基于ARMCortex-A9MPCore嵌入式多核操作系统内核研究与实现（题名和副题名）蔡人和（作者姓名）指导教师何兴高高级工程师电子科技大学成都（姓名、职称、单位名称）申请学位级别硕士专业学位类别工程硕士工程领

4、域名称软件工程提交论文日期2016.03.18论文答辩日期2016.04.22学位授予单位和日期电子科技大学2016年6月答辩委员会主席评阅人注1：注明《国际十进分类法UDC》的类号。Researchandimplementationofembeddedmulti-coreoperatingsystemkernelbasedonARMCortex-A9MPCoreAMasterThesisSubmittedtoUniversityofElectronicScienceandTechnologyofChinaM

5、ajor:MasterofEngineeringAuthor:RenHeCaiSupervisor:XingGaoHeSeniorEngineerSchool:SchoolofInformation&SoftwareEngineering摘要摘要随着芯片技术的不断发展，相较之4、5年前，多核处理器价格已经十分低廉，并且在linux、android等操作系统的支持下，大到汽车多媒体系统，小到智能手表，无不在通过一块多核芯片为人们带来高效与便捷的服务。然而对于多核处理器及其操作系统原理研究却不像单核时代那么简单。

6、一方面芯片厂商对产品部分资料保密，并且不提供裸板级的开发支持。另一方面支持多核的嵌入式操作系统及其资料虽然有很多，但大多只提供应用级开发支持与说明，对其内核原理分析非常有限。这些问题都为研究多核硬件原理以及多核操作系统技术带来了不便，也是高校中，嵌入式课程与实践中多核技术教学缺乏、多核技术研究实验很少采用真实硬件的重要原因之一。为改善上述状况，本论文选择以搭载有ARMCortexA9MPCore双核的Zynq-7000平台作为硬件研究对象，深入分析了多核处理器中多cpu协同工作原理。同时对单核嵌入式实时操作系

7、统ucos-iii各功能模块的实现原理与工作流程进行了深入研究，并对其启动、任务管理、互斥同步、中断管理和时钟管理的smp支持性进行了分析。随后结合smp对称多处理器操作系统关键技术，提出与设计了对ucos-iii进行smp扩展的方案。本文首先通过将多核核间中断与内存共享相结合，设计了核间通信机制。然后在任务管理方面，提出采用Per-CPU就绪任务队列模型，对各cpu私有内核资源进行隔离，并基于核间通信机制扩展了核间任务管理方法。除此之外还设计了基于自旋锁的内核锁与关中断+自旋锁机制，为互斥与同步的多核化改造

8、提供支持。最后，本文在前面提出的扩展方案的基础上，实现了核间通信，并对单核嵌入式操作系统ucos-iii中系统启动、任务管理、同步互斥这三个模块进行了smp扩展实现，并将扩展后的ucos-smp在搭载有Zynq-7000芯片的mi-z702嵌入式开发板上进行了移植与部署。同时对ucos-smp中扩展部分在真实硬件环境下进行了一系列功能实现正确性验证与性能指标测试。测试结果表明，ucos-smp功能实