嵌入式实时内核调度算法研究及其在无线数据收发器中的应用

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1、摘要内核调度算法在计算机系统科学巾属于⋯个经典但仍在不断发展的分支，随着网络技术、计算机技术的发展和嵌入式技术的逐渐成熟，市场产生了对嵌入式设备的巨大需求。目前嵌入式系统开发方法一·般为以下两种：用汇编语言从系统底层开发和利用现有的实时操作系统平台开发。但这两种方法在国内都存在弊端：前者开发周期长、系统调试困难；后者购买商业平台价格非常昂贵。所以自主开发实时内核将成为国内嵌入式系统开发的必由之路。实时性是嵌入式系统性能的重要指标之一，而内核调度算法的优劣将直接影响系统的实时性。在嵌入式系统中，经典调度算法的实现在系统配置的

2、约束下产生了一些实际问题，如何在处理能力和存储能力有限的条件下，满足系统实时性要求是一个迫切需要解决的问题一实时调度算法。本课题来源于上海英业达股份有限公司嵌入式开发项目，在实际系统设计中，我们主要以嵌入式实时系统多任务调度算法为核心，在内核的实时性和多任务处理方面进行了深入研究。其中我们重点研究了常用算法的调度策略和方法，并对这些算法不足之处提⋯了改进方法。通过对实时内核的设计，总结剪创新性的提出了在嗽入式内核开发中较为理想的任务调度解决方案。同时我们重点以实时嵌入式内核uc／os-II为研究对象，具体研究了该内核在多任

3、务实时调度及满足实时性要求等方面的软件设计方法和算法处理，并在此基础上针对开发系统的要求，通过软件测试了任务调度算法，总结出设计满足系统需要的实时内核开发方法、步骤。在硬件方面，根据系统处理能力和功耗等要求，选择了TI公司的MSP430系列超低功耗芯片，并以Hc／os-II为基础在该芯片上实现了内核的改写和移植，同时根据硬件特性对系统性能进行了优化设计，并对该操作系统中存在的一些调度缺陷在软件上加以弥补，在此内核基础+I二完成了系统软件和应用软件的编写。经过严格的软硬件测试表明，该系统在实时性和其他性能要求方面完全能够满足

4、实际使用和商业需要。最后以自主开发的无线自动抄表系统为例，全面介绍了该系统的结构、原理及通讯协议。关键字：嵌入式系统实时内核多任务调度算法无线数据收发器uc／os一】I射频RFABSTRACTSchedulingalgorithinsistheclassicalandsti1developingoneofimportantbranchesofcomputerscience．Withtheprogressofnetwork，computerscienceandembeddedsystem，theregrowsgreatdea

5、lofdemandofembeddeddevices．Nowtherearetwomethedstodevelopembeddedsystem：usinghssemblelanguagetobui1dfrombasementofhardwareandusingreal—timeOS，butthosemethodshavesomedisadvantagesinpractice．Soit’simportantfornationaldevelopertoownindependentreal—timekernelinembedde

6、dsystem．Thereal—timeistheimportantoneofcharactersofembeddedsystemandtask’sschedulingalgorithinwillaffectitdirectly．Intheembeddedsystem．torealizeclassicalsehedulingalgorithmbringsupsomepracticequestions．SoitmustbesolredimminentlYthattoneedthereal—timedemandofthesys

7、temunderthe1imitedabilityofCPUmanageandthe1imitedmemoryspace．InthisprojectthatcomesfromShanghailnventecIncweinvestigatethemulti—taskschedulingalgorithmmostly．Andforthepolicyandtechniqueofsomeincommonuseandclassicalalgorithins。westudythatemphatically．Atthesametimew

8、egottheimprovedmethods．InthepaperwestudyandusetheembeddedOS一一uC／OS—II．Bydevelopingsystemunderitwegetsomeideasofsoftwaredesignofschedulingandreal—timehan