基于HCS12X系列双核处理器的嵌入式实时操作系统研究与实现

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1、随着微处理器技术的飞速发展和系统的复杂程度日益增加，多核处理器逐渐应用在嵌入式系统中。特别是异构多核处理器因其低功耗、低主频、高运算性能的优点，其构成的系统具有更广泛的应用前景。但由于目前国内支持异构多核处理器结构的嵌入式实时操作系统产品并不多见，导致异构多核处理器的优势难以发挥出来，系统开发周期冗长、软件产品可维护性弱，移植性差。本论文结合异构多核处理器的结构、原理以及嵌入式操作系统的应用现状，针对HCSl2X系列异构双核处理器MC9S12XEPl00，在开放源码的嵌入式操作系统uC／OS．II

2、的基础上，设计和实现了支持带协处理器的异构多核的嵌入式实时操作系统，从而为HCSl2X系列异构多核处理器环境下的嵌入式应用提供了一个系统级的支撑平台，主要的工作内容有如下几点：1、论文通过对支持异构多核的嵌入式实时操作系统结构特点的分析以及相关构建技术的研究，设计了一个支持异构多核的嵌入式实时操作系统的模块化架构。2、论文在分析XGATE协处理结构特点和rtC／OS．II内核代码结构的基础上，提出用异构双核处理器MC9S12XEPl00中XGATE协处理器实现I．tC／OS．II时钟节拍中断，有效

3、提高了I．tC／OS．II实时性，从而完成了I．tC／OS．II的中断管理模块的构建。3、论文在研究分析基于单核处理器的I．tC／OS．II任务同步与通信机制的基础上，设计采用硬件信号量、共享内存通信、核间中断相结合的管理策略来实现核间任务通信与同步，从而完成使主处理器与协处理协同工作，各自发挥自己的优势，整体上有效提升了系统的性能。4、根据上述研究成果，针对MC9S12XEPl00异构双核处理器，设计并实现了基于I．tC／OS．II的嵌入式实时操作系统，并设计了一组测试用例和应用实例，对该系统进

4、行性能和功能测试，通过测试结果进行分析总结，验证了设计方法的正确合理性。关键词：多核处理器，嵌入式操作系统，异构多核，协处理器，t．tC／OS-II—————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————一——————重庆邮电大学硕士论文AbstractWiththerapiddevelopmentofmicroprocessortech

5、nologyandthesystemcomplexityincreasingdaybyday，multi·coreprocessorisappliedgraduallyinembeddedsystems．Especiallybecausetheheterogeneousmulti．coreprocessorhastheadvantagesoflowpowerconsumption，coordinatedmanagementandhighexecutionefficiency，thesystemha

6、sbroaderapplicationprospect．Butbecausetheembeddedreal·timeoperatingsystemproductwhichsupportstheheterogeneousmulti-coreprocessorstructureisnotseenmoreindomesticmarketcurrently,theadvantageofheterogeneousmulti．coreprocessorisdifficulttoplayout，sothesys

7、temdevelopmentcycleislong，themaintainabilityofsoftwareproductisweak，andtheportabilityispoor．Withthecombinationofthestructureandprincipleoftheheterogeneousmulti。coreprocessorandtheapplicationstatusofembeddedoperatingsystem，aimingatHCS12Xseriesheterogen

8、eousdual-coreprocessorMC9S12XEP100，basedontheembeddedoperatingsystemI卫C／OS-11withopensource，theheterogeneousmulti·coreembeddedreal-timeoperatingsystemwhichsupportscoprocessorisdesignedandimplementedinthispaper，SOitprovidesasystem—levelsupportp