基于ARM的嵌入式实时操作系统的内存管理

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1、分类号学号M200976114学校代码10487密级硕士学位论文基于ARM的嵌入式实时操作系统的内存管理学位申请人刘博文：学科专业：软件工程指导教师：刘云生教授答辩日期：2011.12.22AThesisSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreefortheMasterofEngineeringMemoryManagementofanARM-basedEmbeddedReal-TimeOperatingSystemCandidate:LiuBowenMajor:

2、SoftwareEngineeringSupervisor:Prof.LiuYunshengHuazhongUniversityofScienceandTechnologyWuhan430074,P.R.ChinaDecember,2011独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个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，除文中已经标明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名

3、：日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权华中科技大学可以将本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和汇编本学位论文。保密□，在年解密后适用本授权书。本论文属于不保密□。（请在以上方框内打“√”）学位论文作者签名：指导教师签名：日期：年月日日期：年月日华中科技大学硕士学位论文摘要随着嵌入式技术的不断发展以及越来越多的应用于实时领域，对于嵌入式实时

4、操作系统的各方面性能都提出了更高的要求。一些传统的嵌入式实时操作系统因不能适应实时应用的需求而渐渐退出了历史舞台，而目前商业上较为成功的几款嵌入式实时操作系统也有着各自的特点和局限性。嵌入式实时操作系统的内存管理由于其实时性、可预测性的特点，通常采用快速和确定的内存管理模式，比较常见的公共特点有不使用虚拟存储技术、静态的内存管理机制、比较简单的内存保护模式等。而由于嵌入式应用环境的复杂程度，需要不断提高内存分配与回收机制的灵活度与性能，改进内存保护机制的安全性、稳定性和可靠性。ARTs-OS是一款自主研发的基于微内核的实时嵌入式操作系

5、统，在ARM9平台上实现的内存管理是基于完全私有的内存保护模式，主要子模块有堆内存管理、虚拟内存块管理和进程地址空间管理，实现了内核堆内存和用户进程内存空间的动态分配，以及基于MMU的地址转换和保护机制等特点。在具体的实现过程中，介绍了所采用的内存分配算法、改进和优化了运行时出现的问题，分析了MMU机制对系统实时性的不利影响，提出了合理的实现方案和改进措施。最后，给出了实时嵌入式操作系统ARTs-OS的内存管理在ARM9平台上的具体实现，为实时嵌入式操作系统内存管理的下一步研究打下了基础。关键词：实时操作系统ARM内存管理模式内存分配

6、与回收内存保护I华中科技大学硕士学位论文AbstractWiththecontinuousdevelopmentofembeddedtechnologyandmoreandmoreusedinreal-timedomain,EmbeddedReal-TimeOperatingSystemforallaspectsofperformanceareputforwardhigherrequirements.SomeofthetraditionalReal-TimeOperatingSystemwhichcannotadapttothenee

7、dsofembeddedreal-timeapplicationsandgraduallywithdrewfromthestageofhistory,andcurrentlyseveralembeddedreal-timeoperatingsystemswhichgainmoresuccessinbusinessalsohavetheirowncharacteristicsandlimitations.Becauseofthereal-timeabilityandpredictabilitycharacteristicsoftheme

8、morymanagementofembeddedreal-timeoperatingsystems,usuallyhasaquickanddeterminedmemorymanagementmodel,themoreco