支持对称多核处理器的嵌入式实时操作系统研究与实现

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1、分类号密级公开UDC编号学位论文支持对称多核处理器的嵌入式实时操作系统研究与实现许璐璐指导老师姓名郑吉洲研究员中国航天科技集团公司第一研究院申请学位级别硕士专业名称计算机应用技术论文提交日期2016.05.27论文答辩日期2016.06.24学位授予单位和日期中国航天科技集团公司第一研究院2016年9月26日答辩委员会主席乔永强研究员评阅人李丹高工金福生副教授二零壹六年月日分类号密级公开UDC编号学位论文支持对称多核处理器的嵌入式实时操作系统研究与实现许璐璐指导老师姓名郑吉洲研究员中国航天科技集团公司第一研究院申请学位级别硕士专业名称计

2、算机应用技术论文提交日期2016.05.27论文答辩日期2016.06.24学位授予单位和日期中国航天科技集团公司第一研究院2016年9月26日答辩委员会主席乔永强研究员中国航天科技集团公司评阅人李丹高级工程师海军装备研究院系统所金福生副教授北京理工大学中国航天科技集团公司第一研究院北京独创性声明本人郑重声明；所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了己经注明引用的内容和致谢的地方外，论文中不包含其他个人或集体已经公开发表或撰写过的研一究成果，也不包含为获得中国航天科技集团公司第研究院

3、或其他教育机构的学位或其他用途使用过的成果。对本文的研究做出重要贡献。的个人和集体，均已在论义中做了明确的说明并表示了谢意＾本人学位论文与资料若有不实，愿意承担切相关的法律责任。学位论文题目＝支持对称多核处理器的嵌入式实时操作系统研究与、连现Ｏ２祇斯日期ｌｂｂ：ｊ年学位论文作者签名；气月户日本人郑電声明：许髓瑞所呈巧的学位论丈支持对称多核处理器的嵌入式实时操作系统研究与实现是在本人指导下进行研究工作及取得的研究成果。尽我所知，该文中除了已经注明引用的内容和致谢的地方外，，不包含其他个人或集

4、体己经公开发表或撰写过的研究成果也不包含为获得中国航天科技集团公司第＾研究院或其他教育机构的学位或其他用途使用过的成果。对该文的研究做出重要贡献的个人和集体。，巧已在文中做了明确的说明并表示了谢意一切相关的连带法该生学位论文与资料若有不实，本人愿意承担律责任。＾Ｗ日：知１口期知乂年＇月指导教师签名部；摘要摘要随着我国航天事业的不断发展，航天工程对弹载计算机的计算能力要求越来越高，使用多核处理器是未来的趋势。但多核处理器性能优势的发挥有赖于操作系统的支持，因此弹载嵌入式实时操作系统必须要支持多核处理器。针对对称

5、多处理多核架构，研究如何将单核嵌入式实时操作系统扩展成为支持对称多处理的多核操作系统。在剖析了自主研发的MARS单核操作系统内核架构基础上，针对对称多处理架构特点，提出了支持对称多处理的多核操作系统的设计方案，实现了支持对称多处理的多核操作系统。在系统完整性方面，设计了多核同步与互斥机制，保证了多核系统正确地并行运行。在多核任务调度方面，提出了基于全局队列的优先级抢占调度算法，保证了系统的可预测性和实时性，实现了系统负载均衡。在中断管理方面，实现了核间中断接口，用于多核之间的有效通信，设计了“最低优先级模式”中断动态分配算法，实现了外部

6、中断请求的均匀分配和中断负载均衡，提高系统实时性。在多核系统降级运行方面，设计了多核系统降级方案，使得当某个核故障时，其他核可以继续正常工作，保证了系统的可用性。最后，在S698PM(4核SPARCSoC)开发板上，测试验证了多核操作系统的功能和性能。关键词：对称多处理、多核操作系统、多核同步与互斥、多核任务调度、中断动态分配支持对称多核处理器的嵌入式实时操作系统研究与实现AbstractAbstractWiththecontinuousdevelopmentofaerospaceindustry,thespacecraftmakean

7、increasingrequirementforcomputingcapacityofonboardcomputer,andmulti-coreprocessorbecomesthefuturetrend.Buttoplaytheadvantageofmulti-coreprocessordependsonthesupportofoperatingsystem,sotheonboardembeddedoperatingsystemmustsupportmulti-coreprocessor.Toatypicalmulti-corearc

8、hitecture,symmetricmulti-processing,itisresearchedtoexpandasingle-coreembeddedoperatingsystemintoamulti