一、微型抢占式多任务实时内核设计（论文文献综述）
刘东[1]（2021）在《全自动捡网球机器人系统开发》文中指出随着国内网球运动的普及,更多人喜欢上这项运动,但是网球训练者要背负繁重的捡球劳动,同时市场上又缺少相关的解决方案。本文通过研发一款服务机器人代替运动员进行网球自动拾取。针对网球拾取实际工况,结合移动机器人开发特点,网球机器人需要具备稳健高效的控制系统软、硬件和稳定可靠的机械结构。在网球机器人控制系统软件方面,分析了FreeRTOS嵌入式实时系统的多任务架构;基于多任务管理与调度原理以及系统裁剪与移植原则,设计与创建了多个任务,包括:系统初始化任务、通信任务、超声波数据处理任务、里程计数据处理任务、急停任务、运动控制任务、收球机构控制任务、电量检测任务、电源管理任务;并对控制系统进行优化,使其具有良好的实时性和稳定性。在网球机器人控制系统硬件方面,以STM32F1微控制芯片为基础,设计了相关的控制电路并确定相关元器件的型号;完成了各个硬件模块的设计与实现,包括主控制模块、定位模块、电机控制模块、电池电量检测模块、通信与数据采集模块、避障模块、电源管理模块;并通过电子设计自动化软件Altium Designer（2018版本）设计了支持机器人控制系统运行的电路板;归纳总结了电气原理图和PCB图的有关设计原则;最后对设计的电路板进行加工、电气测试与功能测试,满足使用需求。在机械结构方面,利用三维设计软件Inventor对网球机器人的执行机构进行设计建模,包括差速移动平台、叶片式收球机构、丝杠提升机构,完成其整体三维模型的建立与装配,并对执行机构的驱动电机的型号进行选择。最后对所有的机械部件进行加工,组装,通过测试,运行效果良好。最后,对机器人整体进行实际网球场地的测试,机器人运行效果良好。
岑碧琦[2]（2020）在《基于嵌入式Linux线切割数控系统的实时性优化及其软件开发》文中研究表明电火花线切割加工因其具有无切削力、不受限于材料的硬度和刚度特点被广泛应用于精密模具制造、汽车、医疗等领域产品的加工。国内线切割数控的发展仍滞留于PC+控制卡形式,已不能满足现代数控系统的要求。将具有功能可定制、成本低、体积小巧等优势的嵌入式技术与传统数控技术相结合,对线切割数控系统升级具有重要意义。Linux系统以其源码公开、内核可裁剪、性能稳定等优点成为嵌入式领域的热门选择。因此,结合嵌入式技术与Linux系统的优势开发出符合数控线切割加工硬实时要求的数控系统在我国向制造强国转变的大环境下具有重大现实意义。本文以优化Linux系统实时性并尝试在嵌入式平台开发线切割数控软件为目标主要做了以下研究:1、对线切割实时任务和Linux系统实时性的研究。分析研究了电火花线切割加工过程中实时任务的运行及其在通用系统调度延迟的不可预期性,提出电火花线切割数控加工对实时性的要求。对Linux系统的实时缺陷及优化方案进行说明,分析实时补丁实现的关键技术与仍存在的不足,并使用实时补丁对Linux系统实时性进行部分改造。2、提出新型调度策略。对Linux内核进程调度架构、调度器实现原理以及两种成熟的硬实时调度算法进行了比较分析,针对EDF算法在CPU过载情况下会产生连锁反应导致所有实时任务都得不到满足的情况,提出将Linux实时任务优先级与其绝对截止期相结合共同决定实时任务重要性的SPD算法。3、实现并测试新型调度策略。通过实现SPD调度类将新型算法添加进Linux内核,并对改进后的系统进行实时性测试,验证添加了新型调度算法的Linux内核可满足数控系统在轻载、过载下的实时性要求。4、搭建软件开发环境与运行环境。通过配置TFTP、NFS服务,将改进后的Linux内核、u-boot、制作的根文件系统以及Qt/E等移植进开发板完成环境搭建。5、电火花线切割数控软件开发。设计实现了软件的主要功能界面,完成了软件重要模块,包括文件读取、代码解释器、插补器等,并移植进入目标开发板同时进行了上机测试。
严伟[3]（2019）在《面向控制领域的实时微内核的研究与实现》文中研究指明随着工业化进程的不断加深,工业控制设备正在往智能化、网联化和综合化方向不断发展,这对设备的安全性、可靠性和可扩展性提出了新的要求。由于设备在接入网络后必将面临多种潜在的威胁,因此工业控制系统需要采取额外的机制来降低这些威胁带来的影响,至少保证设备的可用性。同时,由于设备的计算能力不断提高,设备提供的功能日益丰富,因此工业控制系统也应具备良好的可扩展性以便扩充其功能。通过对现有内核架构进行分析可知,微内核架构由于其本身所具有的隔离性、可靠性以及可扩展性使得该架构能够很好地满足工业控制领域的要求。因此,本文首先对微内核架构以及采用微内核架构的系统进行了研究与分析,然后基于研究结果设计并实现了一个满足工业控制领域基本要求的实时微内核,最后完成了内核的功能测试和性能测试。为了更好地适应工业控制领域的特点及需求,本文主要采取了三个措施:（1）结合安全启动机制、基于Capability的访问控制模型以及地址空间隔离实现了对内核的完整保护,满足了工业控制领域对安全性与可靠性的要求;（2）对内存资源进行分区并采用不同的管理方式管理分区,降低了内核管理内存的元数据开销,使得内核可以更好地适应内存资源较紧张的工业控制平台;（3）对地址空间进行抽象并提供统一的操作接口,屏蔽了底层MMU与MPU之间的差异,使得内核可以适配不同种类的工业控制平台。通过对功能测试结果和性能测试结果的分析可知,本文所实现的微内核达到了预定的目标,但性能与实时性还需进一步的优化。
刘剑[4]（2018）在《基于国产平台的Linux实时性优化技术研究》文中认为因为嵌入式领域对操作系统的实时性有较高要求,所以对RTOS的研究一直有较高的热度。RTOS更重视平均响应时间,这方面与通用操作系统看重系统整体平均性能不同。只有同时保证计算结果的正确性和和计算结果输出的时效性,才能保证RTOS逻辑的正确性。目前RTOS已经广泛应用于航天控制、国防武器、工业自动化、电子通信等多个领域。因为Linux内核以其源代码公开、内核可裁剪、兼容性强、性能稳定、强大社区支持、免费获取等优点可以实现一个自主可控的操作系统,所以其成为嵌入式领域的热门选择。虽然Linux内核提供实时支持,但仅支持软实时,尚不具备硬实时能力。所以,为了实现自主可控的实时操作系统,需要在了解Linux内核的基础上,对Linux内核进行实时性改造,从而使Linux操作系统符合RTOS的标准。本文以Linux3.10.84内核为研究基础,对Linux的调度器原理深入分析,剖析了Linux调度机制的实现细节。借鉴Ingo Molnar提出的实时抢占补丁,使用mutex互斥锁、优先级继承、中断线程化、高精度时钟等,解决了Linux作为通用操作系统实时性能的不足。为了让实时抢占补丁在龙芯平台上更好地发挥其最佳性能,本文解决了实时抢占补丁没有对MIPS架构某些部分实时处理的问题。另外,因为Linux操作系统现有的实时调度策略不能保证实时任务的完成时间限制,所以本文在Linux3.10.84内核上实现了基于EDF算法的动态调度策略。EDF调度算法作为单核上最优的调度算法,并不能保证EDF任务不错过截止期,所以本文使用了EDF+CBS的技术,保证了任务之间的独立性,从而保证了任意任务不会因为其它任务的阻碍而错过自己的截止期。为了适应多处理器SMP系统,本文对EDF算法进行了扩展,在保证EDF任务top-N优先执行的基础上,使EDF任务可以平滑地在核间迁移以保证负载均衡。最后,通过测试,改进后的Linux内核不仅实现了EDF实时动态调度策略,而且在实时性方面有较大提高,能够满足嵌入式系统的实时性要求。
杜兴批[5]（2014）在《基于DSP/BIOS的数字存储示波器软件设计》文中研究表明数字存储示波器作为电子设计工程师不可或缺的测试仪器,经过几十年的发展,各项性能指标已达到较高的水平。示波器的系统框架由FPGA（现场可编程逻辑门阵列）和系统微处理器构成。随着示波器功能的不断扩展和采集速度的提高,对微处理器的数字信号处理能力以及实时响应速度有很高的要求。本课题采用TI公司的OMAPL138双核处理器,ARM核完成系统控制、外设管理以及菜单界面绘制,从而释放了DSP核的大量资源,使DSP更加专注于波形数据的采集、处理和运算。在DSP上运行DSP/BIOS实时操作系统,有助于实时响应示波器操作,缩短处理周期,提高波形捕获率。故研究基于DSP/BIOS的示波器软件系统设计对提高示波器整体性能和功能扩展都有重要意义。论文的研究重点主要有以下几个方面:1、完成DSP/BIOS系统配置以及实时多任务设计与同步。首先,使用DSP/BIOS中的图形配置工具实现系统全局配置、对象创建和内存规划。其次,根据DSP端功能模块的执行流程和实时性要求,设计DSP/BIOS实时多任务,并实现任务间的通信与同步。2、实现双核间的稳定通信以及DSP与FPGA之间大数据块的高速交换。首先,通过DSP/BIOS提供的DSPLINK通信模块实现OMAPL138处理器中的ARM核与DSP核的数据传输与消息通信。其次,利用通用并行接口（uPP）完成DSP与FPGA之间菜单数据、波形数据和三维屏幕打印数据的高速传输。3、完成基于DSP/BIOS的设备驱动设计。根据DSP/BIOS实时操作系统提供的类/微型驱动模型设计方法与流程,实现uPP微型驱动的接口函数功能,并通过GIO类驱动对uPP微型驱动进行控制。分层驱动设计有利于驱动程序的复用以及设备的管理。通过系统功能测试和验证可知,DSP/BIOS系统配置、任务间通信和同步、双核通信以及uPP驱动都能正常并稳定的工作,较好的完成了设计需求。在一定程度上提高了示波器的响应速度、波形捕获率和综合性能。
徐海龙[6]（2013）在《基于μC/OS-Ⅱ实时内核的称重式打火机测漏仪的研制》文中研究表明气体泄漏率是衡量打火机安全性能的重要技术指标之一，面向打火机的微量气体测漏技术的深入研究有利于提升我国打火机产业的整体竞争力。然而，常规的气体测漏技术需建立复杂的气体泄漏数学模型，且易受温度、湿度和大气压强等外部环境因素的干扰，故无法满足打火机气体微量泄漏的高精度检测。基于以上原因，本文提出了基于μC/OS-Ⅱ实时内核的称重式打火机测漏仪的研制。通过对同支打火机采用动态分时称重的方式得到两次称重间打火机的质量变化量，除以称重时间间隔可得到打火机气体泄漏率，同时利用两次称重的时间间隔对其他打火机检测以提高检测效率。整机由测漏运动控制部分和测漏人机交互部分构成。硬件设计方面，测漏运动控制部分以ATmega128微控制器为核心，采用高精度微量程称重传感器检测打火机的质量变化量，利用倾角传感器检测称重系统与水平面的倾角数据用于最终检测结果的补偿，通过打火机托盘支架的二维平面运动实现全自动、多批量检测；测漏人机交互部分采用成熟的嵌入式终端处理并显示最终数据，利用串口实现与测漏运动控制部分的数据通信。软件设计方面，测漏运动控制部分的程序以μC/OS-Ⅱ嵌入式实时内核为核心，用于实现不同工作模式下的运动控制、数据采集与传输等功能；测漏人机交互部分的应用程序通过MFC程序框架开发，在基于WinCE操作系统的嵌入式终端上运行，用于实现数据处理与存储和人机交互等功能。通过系统误差分析及后期的测试结果表明：称重式打火机测漏仪的测漏量程为0-100mg/min、系统总体误差小于0.5mg/min、分辨率为0.1mg/min、测漏效率为3支/秒，技术指标满足预期的设计要求且能长时间可靠稳定运行，也可用于其他小型密闭容器的气体泄漏检测。
王溪波[7]（2012）在《复杂实时应用系统设计实现的关键技术研究》文中指出复杂实时应用系统的成功设计与实现依赖于底层操作系统调度、资源管理机制的支持以及满足关键实时任务资源充分可预知性的编程语言方面的支撑。对于调度问题,理论上,混合动态优先级调度、支持用户级的带宽预留等算法提供了混合调度的最好方法,但是,目前所有实时操作系统均没有提供和实现上述机制。对关键任务的资源充分可预知性实时要求,普通Java平台没有提供任何解决问题的技术手段。本文研究支持复杂实时应用系统设计实现的上述关键技术和实现方法。在操作系统层面上针对多种类型混合任务集调度提出调度策略并在开源嵌入式实时操作系统中设计和实现混合调度算法与资源管理协议,达到复杂实时应用系统硬实时周期任务满足截止期前提下,软实时非周期任务调度性能提升的整体优化调度目标。在编程语言层面,基于普通Java平台,设计实现实时Java中间件组件并给出控制垃圾回收器GC启动时机的方法,实现普通Java平台下线程的可预测运行目标。本文提出基于服务器方式的混合任务集集成调度策略,给出该策略分层调度的设计思想和混合集成调度框架。该策略底层以操作系统内核调度算法（EDF算法最优）调度应用服务器,各应用服务器分层支持多种单一类型的实时调度算法,整体上形成支持混合任务集调度的集成调度框架。在混合调度策略设计实现上,针对静态优先级抢占调度策略的开源操作系统μC/OS-Ⅱ,首先,以不修改内核的用户级调度服务器方式实现了动态优先级EDF算法,其次,提出基于截止期和关键性双参数混合优先级实现分层混合任务调度算法EDIF的设计思想,其中关键性参数作为区分硬实时和软实时任务的分层信息。文中定义了可接受调度概念,给出EDIF调度模型,理论分析了算法的可调度性条件。EDIF算法在μC/OS-Ⅱ中以扩展内核数据结构,修改内核调度器和相关内核函数的方式设计实现。针对开源操作系统RTLinux硬实时任务重载时软实时任务长期得不到响应性能急剧下降问题,本文实现了基于比例带宽服务器（PDBS）的混合任务调度算法。该算法将任务按类型分别存放于不同的队列,不同类型的任务由绑定了处理器比例带宽的应用服务器调度,各应用服务器按比例共享处理器带宽。PDBS实现方法是：扩展内核结构,将RTLinux单一任务队列改为硬实时任务和软实时双任务队列,任务队列间按本文提出的比例带宽服务器容量计算公式计算分配的处理器时间,内核调度器对硬实时任务队列和软实时任务队列进行比例时间片轮转调度。文中给出调度器核心函数和定时器中断处理函数和一些接口函数和相关处理函数的设计实现过程。另外,本文针对工业界广泛应用的开源嵌入式实时操作系统μC/OS-Ⅱ不支持同优先级任务调度和优先级继承协议的问题,修改μC/OS-Ⅱ内核结构,设计、实现了支持同优先级任务调度的优先级驱动／轮转混合任务集分层调度算法并在其中实现了所有抑制优先级反转的实时设计模式。在普通Java平台实时中间件设计方面,设计目标是确保关键实时线程的运行可预测性。针对等待访问共享资源的Java多线程的不确定性唤醒问题,开发了一个Java实时中间件组件,当共享资源就绪时,该组件可严格按优先级顺序唤醒等待访问共享资源的线程,确保线程按优先级顺序的可预测运行,实现的方法是设计以等比映射扩展了优先级数的可调度类,创建访问共享资源线程的同时为该线程创建一个线程代理,其中包含了所代理线程的唤醒用优先级信息,线程代理集合类负责管理等待访问共享资源的多线程,线程的唤醒按优先级高低顺序在代理集合类中实现,对低优先级Java线程出现的活锁问题,引入实时调度算法LRT动态调整线程优先级,给出了相应的设计和实现方案；针对GC不定期启动影响线程运行可预测性问题,提出周期性提升GC优先级,提前调度GC的解决方案。实现方法是将线程优先级按线程任务的重要程度分为两个等级：关键线程和非关键线程,以虚拟机内存达不到饱和的程度为依据,给出垃圾回收的周期上限TGC计算公式,在运行时间最长不超过TGC的时间内提升GC的优先级为非关键线程的最大值,从而使GC在不影响关键线程运行的情况下能提前回收内存中的垃圾,达到提高通用环境下Java关键线程执行可预测性和实时性能的目的。理论分析和实验结果表明：在新μC/OS-Ⅱ内核中,EDIF分层调度策略、算法设计实现正确、有效,系统超载时（所有任务总处理器利用率>100%）,满足所有硬实时关键任务截止期,软实时非关键任务并不丢弃,而是延迟调度执行,软实时非关键任务完成率大幅度提升了24%,混合任务集整体调度性能优良；在新RTLinux内核中,PDBS算法解决了硬实时任务重载时混合实时任务集调度中软实时任务调度性能的有效提升问题；本文开发的实时Java组件中,优先级等比例映射扩展了普通Java线程优先级数,可明确按扩展优先级唤醒大量等待访问共享资源的线程,达到了Java高优先级关键线程优先访问临界资源、运行可预测的设计目标,通过设计实现优先级动态调整算法,可以有效解决按优先级唤醒的Java中间件活锁问题；周期性提升GC优先级至非关键线程优先级的上限,使GC在不影响关键线程的情况下能提前回收内存中的垃圾,消除了GC对关键线程的不可预测运行延迟。在特定开源操作系统中实现EDIF和PDBS算法验证了基于服务器方式的混合任务集集成调度策略和框架的可行性,为开源实时操作系统μC/OS-Ⅱ和RTLinux支持复杂实时应用系统的设计实现提供了有力的底层技术支撑,Java实时中间件的设计实现为基于网络的Java软实时应用奠定了技术基础。
李建章[8]（2011）在《微型嵌入式实时操作系统mROS的设计与实现》文中指出随着嵌入式技术的发展,嵌入式系统得到了广泛应用。低端微处理器由于成本较低,仍然是许多嵌入式系统的首选目标。目前,基于低端微处理器的应用,主要采用前/后台系统的方式进行设计。在这样的应用中,系统的设计和维护较难,对外界事件的响应较慢,实时性较差。为解决以上问题,充分发挥低端微处理器的潜能,采用多任务系统是一种有效的解决途径。然而,现有嵌入式实时多任务操作系统对存储资源需求较高,不适用于存储资源有限的低端微处理器。因此,实现一种微型的嵌入式实时操作系统将具有重要的意义。本文通过对嵌入式实时操作系统相关技术的分析研究,针对8位低端微处理器设计并实现了一种可移植的微型嵌入式实时操作系统——mROS（micro Embedded Real-Time Operating System）,包括任务管理、任务通信、时间管理和驱动管理4个模块。在任务管理模块中,mROS采用了基于优先级的抢占式调度策略,根据任务控制块中的wait信号判断调度的时机。当wait信号到来时,调度器就会立即得到执行,有效地保证了系统的实时性。在任务通信模块中,mROS采用了“信号+命令队列”的思想,信号解决了任务间的同步问题,命令队列用于数据信息的传递。在时间管理模块中,mROS采用了独立的时间控制结构体,用于定义软件定时器,由系统的时钟节拍驱动软件定时器工作,为任务提供定时和延时功能。在驱动管理模块中,mROS采用函数指针表的思想,屏蔽了底层硬件的差异,为应用开发提供了统一的驱动管理功能。在可移植性方面,mROS采用了分层的设计思想,主体代码架构在硬件抽象层之上,通过硬件抽象层屏蔽掉微处理器体系结构的差异。最后,在低端单片机STC89C58平台上进行综合测试。测试结果表明,mROS能够有效地运行在低端微处理器上。在存储资源的占有方面,mROS比μC/OS-Ⅱ节省了约24 %的存储资源。在实时性方面,mROS达到了μC/OS-Ⅱ的实时性能。
吴小娜[9]（2011）在《无线传感器网络实时性研究》文中认为无线传感器网络是21世纪备受关注的研究热点之一,已广泛应用于军事国防、医疗护理、城市管理、地震监测、设备监测、建筑物结构监测等明显带有实时性需求的领域。本课题来源于风机设备健康监测、地震监测和输油管道泄漏监测三大无线传感器网络应用领域。由多个无线传感器节点实时采样各种振动信息后,通过自组织无线多跳的方式转发给中心基站节点,最终将信息传输给服务器处理,从而诊断风机故障源、地震P波及输油管的事故发生点。每次采样都需要多个无线传感器节点达到高精度的时间同步,含故障信息的振动波具有稍纵即逝、不可再现的特性,因此对无线传感器网络的实时性提出较高要求。目前,为了提高无线传感器网络的实时性,主要从五个方面考虑即无线传感器硬件平台、操作系统、程序设计语言、通信协议和时间同步算法。本文主要是从无线传感器网络专用实时操作系统层面进行研究,结合风机健康诊断、地震和输油管道泄漏监测等三种应用需求,对无线传感器网络实时操作系统的体系结构和内核相关服务如任务管理、任务间通信与同步机制、内存管理、调度机制、中断管理、能量管理、时间管理等进行了全面深入的分析和研究,构建了一个适合强实时监测系统的操作系统模型。由国外开发的运用于无线传感器网络的小型商业操作系统大都成本高、结构复杂、源代码不公开,并不适合强实时监测系统。而对于源码公开的TinyOS、T-Kernel和μC/OS-Ⅱ。TinyOS是单任务内核,没有抢占机制,实时性无法保证,而μC/OS-Ⅱ、T-Kernel虽然都是抢占式调度但内存占用空间大,显然都不适合。因此,急需引入实时性强、内存开销又小的操作系统。关于操作系统体系构架设计问题,本文是通过分析嵌入式操作系统常用的几种体系结构组成特点,为达到高效、简单、灵活、安全的要求,在设计操作系统时选用了层次式体系结构,同时采用模块化的设计方法。为达到强实时目标,本文重点研究了调度机制和中断管理机制。强实时监测系统任务可分为软实时任务和强实时任务。为了使强实时任务能得到及时调度,同时要兼顾到公平性原则,本文提出了一种混合式调度：软实时任务采用时间片轮转的调度算法,强实时任务是采用基于优先级的抢占式调度。就目前这三种应用而言,强实时任务共有四个优先级,按优先级从高到低排列是能量状态监测任务、传感采样任务、射频管理任务和MAC任务,并且强实时任务都有对应的中断向量从而减少了任务切换次数,提高了系统实时性。针对中断管理机制,因强实时监测系统的中断响应能力要快且稳,因此为可屏蔽中断建立了统一的中断入口,同时采用半嵌套工作方式,通过中断分段处理机制解决中断和任务的ITC机制共享问题。本文还对内核的任务管理、任务同步及通信、时钟管理、内存管理、能量管理等基本服务进行了设计。最后,通过功能测试和实时测试,其结果表明操作系统设计合理,具有很好的强实时性。
蔚文杰[10]（2011）在《基于VxWorks的无人机飞行控制软件设计》文中认为飞行控制软件是无人机飞行控制系统的重要组成部分,在飞行控制系统设计中越来越重要,其性能直接关系到无人机的飞行成败。本文设计以嵌入式实时操作系统VxWorks为软件平台的无人机飞行控制软件,提出采用一种新的基于“等效飞控”的飞行控制软件设计方法,把飞行控制软件按开发阶段分为等效飞行控制软件和机载飞行控制软件。飞行控制软件中的上层核心模块控制和导航模块由基于PC机的等效飞行控制软件来完成,底层模块和其余上层功能模块在目标机环境下开发完成。最后,实现将控制和导航模块100%移植到目标机环境下,共同组成机载飞行控制软件。首先,针对新的MPC565目标机,开发飞行控制软件的底层驱动。完成MPC565自带串口以及CPU目标板上相关硬件资源的驱动开发;在继承实验室原有成果的基础上,完成飞控机中相应的PC104总线各个扩展板卡在VxWorks下驱动的移植设计。其次,依据VxWorks的多任务机制,完成飞行控制软件中上层功能模块在VxWorks实时操作系统下的的移植。这些功能模块主要包括:执行机构模块、传感器模块、遥控遥测模块、地面检测模块、机载设备模块等。最后,根据“等效飞控”的思想,借助Win32-POSIX函数库,在VC6.0环境下完成等效飞行控制软件的设计。同时,继承实验室已有的等效飞行仿真控制台软件,采用基于WIL库的UDP网络通信机制,建立与等效飞行控制软件之间的通信,二者构成等效飞行仿真系统,用于验证设计的控制和导航模块的正确性。本文对上述所做工作进行了系统的试验验证。完成了内核性能、软件性能、底层驱动等测试,验证了基于MPC565和VxWorks的飞行控制软件平台的可用性;在半物理仿真环境下,验证了基于VxWorks的机载飞行控制软件。结果表明采用“等效飞控”的飞行控制软件设计方法是切实可行的。
二、微型抢占式多任务实时内核设计（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、微型抢占式多任务实时内核设计（论文提纲范文）
（1）全自动捡网球机器人系统开发（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.1.1 研究背景 |
| 1.1.2 研究意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 网球机器人 |
| 1.2.2 嵌入式实时系统 |
| 1.3 课题研究内容 |
| 2 总体方案设计 |
| 2.1 网球机器人功能需求分析 |
| 2.2 机械结构设计方案 |
| 2.3 控制系统硬件设计方案 |
| 2.4 控制系统软件设计方案 |
| 2.5 捡球策略 |
| 2.6 小结 |
| 3 网球机器人控制系统硬件设计 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 系统各模块硬件设计 |
| 3.2.1 主控制芯片模块 |
| 3.2.2 电机控制模块 |
| 3.2.3 避障模块与定位模块 |
| 3.2.4 通信与数据采集模块 |
| 3.2.5 电源管理模块与电池电量检测模块 |
| 3.3 电路板设计 |
| 3.3.1 软件介绍 |
| 3.3.2 原理图设计 |
| 3.3.3 PCB图设计 |
| 3.4 小结 |
| 4 网球机器人控制系统软件设计 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 FreeRTOS实时操作系统 |
| 4.2.1 多任务架构 |
| 4.2.2 多任务管理与调度 |
| 4.2.3 裁剪与移植 |
| 4.3 各任务设计与创建 |
| 4.3.1 系统初始化任务 |
| 4.3.2 通信任务 |
| 4.3.3 超声波数据处理任务 |
| 4.3.4 里程计数据处理任务 |
| 4.3.5 急停任务 |
| 4.3.6 运动控制任务 |
| 4.3.7 收球机构控制任务 |
| 4.3.8 电量检测任务 |
| 4.3.9 电源管理任务 |
| 4.4 多任务管理与调度 |
| 4.5 系统优化 |
| 4.6 小结 |
| 5 功能测试 |
| 5.1 测试条件 |
| 5.2 测试结果 |
| 结论与展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表学术论文情况 |
| 致谢 |
（2）基于嵌入式Linux线切割数控系统的实时性优化及其软件开发（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 课题研究背景 |
| 1.2.1 电火花线切割概述 |
| 1.2.2 电火花线切割数控系统国内外发展概况 |
| 1.2.3 嵌入式技术及其实时操作系统发展概况 |
| 1.3 文章主要内容及文章结构 |
| 第二章 实时操作系统 |
| 2.1 基本概念 |
| 2.1.1 实时系统 |
| 2.1.2 实时操作系统 |
| 2.1.3 实时操作系统特性 |
| 2.2 电火花线切割数控加工对系统实时性的要求 |
| 2.2.1 电火花线切割数控加工中的实时任务 |
| 2.2.2 电火花线切割数控系统实时任务运行分析 |
| 2.2.3 电火花线切割数控加工对系统的实时性要求 |
| 2.3 Linux操作系统 |
| 2.3.1 Linux操作系统概述 |
| 2.3.2 Linux实时性制约因素 |
| 2.3.3 Linux实时化关键技术 |
| 2.4 实时抢占补丁的移植 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 Linux进程调度机制及实时调度算法的改进 |
| 3.1 Linux系统进程调度 |
| 3.1.1 进程调度及调度器概述 |
| 3.1.2 CFS进程调度器 |
| 3.1.3 实时进程调度器 |
| 3.2 数控系统硬实时任务调度算法 |
| 3.2.1 实时调度算法基本概念 |
| 3.2.2 数控系统的硬实时调度算法 |
| 3.3 EDF调度算法分析 |
| 3.3.1 调度过程 |
| 3.3.2 系统开销 |
| 3.3.3 过载分析 |
| 3.3.4 EDF算法的优劣 |
| 3.4 EDF算法改进 |
| 3.4.1 优化设计思路 |
| 3.4.2 算法改进具体描述 |
| 3.4.3 改进算法可行性分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 数控系统实时调度算法的实现 |
| 4.1 SPD调度策略相关数据结构 |
| 4.1.1 修改sched.h文件 |
| 4.1.2 修改core.c文件 |
| 4.2 SPD调度调度器详细设计 |
| 4.3 就绪队列 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 数控系统软件的开发及环境搭建 |
| 5.1 开发环境搭建 |
| 5.1.1 宿主机开发环境搭建 |
| 5.1.2 目标板开发环境搭建 |
| 5.2 运行环境搭建 |
| 5.2.1 改进内核的编译 |
| 5.2.2 根文件系统的制作 |
| 5.2.3 QtE编译移植 |
| 5.3 数控软件的设计与实现 |
| 5.4 数控软件主要功能的实现 |
| 5.4.1 数控代码解释器 |
| 5.4.2 数控轨迹插补器 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 系统性能测试与分析 |
| 6.1 测试环境及测试工具 |
| 6.1.1 测试内容和测试环境 |
| 6.1.2 测试工具 |
| 6.2 测试方法及结果分析 |
| 6.3 软件上机效果测试 |
| 6.4 本章小结 |
| 总结与展望 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间发表的论文/专利 |
| 致谢 |
（3）面向控制领域的实时微内核的研究与实现（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.3 研究内容与主要工作 |
| 1.4 章节安排 |
| 第二章 相关理论与技术基础 |
| 2.1 内核架构 |
| 2.2 实时操作系统 |
| 2.2.1 实时调度算法 |
| 2.2.2 抢占式内核 |
| 2.3 内存保护机制 |
| 2.4 seL4 微内核 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 安全可靠性保障技术 |
| 3.1 安全启动 |
| 3.1.1 定义与基本原理 |
| 3.1.2 实现的方式 |
| 3.2 访问控制 |
| 3.2.1 规则的组织方式 |
| 3.2.2 访问控制模型 |
| 3.2.3 微内核中的访问控制机制 |
| 3.3 本章小结 |
| 第四章 微内核的设计 |
| 4.1 整体架构 |
| 4.2 源码组织与编译 |
| 4.2.1 目录结构 |
| 4.2.2 编译系统 |
| 4.3 内存管理与地址空间 |
| 4.3.1 内存管理方式 |
| 4.3.2 内核专用内存的组织 |
| 4.3.3 地址空间 |
| 4.3.4 内存的分配过程 |
| 4.4 任务间通信机制 |
| 4.4.1 事件通知机制 |
| 4.4.2 消息传递机制 |
| 4.5 中断管理 |
| 4.6 Capability子系统 |
| 4.7 系统调用 |
| 4.8 任务管理 |
| 4.8.1 任务控制块 |
| 4.8.2 任务的调度 |
| 4.9 本章小结 |
| 第五章 关键模块的实现 |
| 5.1 基本数据类型 |
| 5.2 原子变量与自旋锁 |
| 5.3 任务的调度 |
| 5.4 Capability子系统 |
| 5.4.1 类型定义 |
| 5.4.2 CPTR的解析 |
| 5.4.3 调用的分发与处理 |
| 5.5 内核初始化模块 |
| 5.5.1 运行环境准备阶段 |
| 5.5.2 全局初始化阶段 |
| 5.5.3 Idle任务的切换阶段 |
| 5.6 本章小结 |
| 第六章 系统测试与分析 |
| 6.1 测试环境 |
| 6.2 功能测试 |
| 6.3 性能测试 |
| 6.4 本章小结 |
| 第七章 总结与展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
（4）基于国产平台的Linux实时性优化技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.1.1 研究背景 |
| 1.1.2 研究意义 |
| 1.2 研究现状 |
| 1.2.1 直接修改内核方案 |
| 1.2.2 双内核方案 |
| 1.3 文章主要内容及文章结构 |
| 2 实时操作系统 |
| 2.1 基本概念 |
| 2.1.1 实时系统概念 |
| 2.1.2 实时系统分类 |
| 2.1.3 实时操作系统 |
| 2.1.4 实时操作系统特性 |
| 2.2 实时操作系统与分时操作系统区别 |
| 2.2.1 分时操作系统设计原则 |
| 2.2.2 实时操作系统设计原则 |
| 2.2.3 实时操作系统与分时操作系统差别 |
| 2.3 实时操作系统调度算法 |
| 2.3.1 非抢占(Non-Preemptive)调度 |
| 2.3.2 可抢占(Preemptive)调度 |
| 2.3.3 静态(Static)优先级调度 |
| 2.3.4 动态(Dynamic)优先级调度 |
| 2.4 主流的Linux实时性改造方案 |
| 2.4.1 RED-Linux(Real-Time and Embedded Linux) |
| 2.4.2 Kurt-Linux(Kansas University Real-Time Linux) |
| 2.4.3 RT-Linux(Real Time Linux) |
| 2.4.4 RTAI(Real-Time Application Interface) |
| 2.4.5 Xenomai |
| 2.5 本章小结 |
| 3 Linux内核进程调度机制 |
| 3.1 进程调度器概述 |
| 3.1.1 模块化调度框架 |
| 3.1.2 进程和调度实体 |
| 3.1.3 可运行队列 |
| 3.1.4 优先级 |
| 3.2 CFS进程调度器 |
| 3.2.1 RSDL(RotatingStaircaseDeadline)调度器 |
| 3.2.2 CFS调度器概述 |
| 3.2.3 CFS调度器原理 |
| 3.2.4 CFS调度周期 |
| 3.2.5 虚拟时间 |
| 3.2.6 调度器工作 |
| 3.3 实时调度器 |
| 3.3.1 实时调度器概述 |
| 3.3.2 实时可运行队列 |
| 3.3.3 实时可运行队列操作 |
| 3.4 Linux在SMP系统中的负载均衡 |
| 3.4.1 Linux内核SMP负载均衡概述 |
| 3.4.2 实时进程负载均衡 |
| 3.4.3 普通进程负载均衡 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 Linux实时性改造 |
| 4.1 制约Linux实时性的因素 |
| 4.1.1 Linux内核不完全可抢占 |
| 4.1.2 关闭中断 |
| 4.1.3 时钟粒度过粗 |
| 4.1.4 进程调度 |
| 4.1.5 优先级反转 |
| 4.1.6 虚拟内存 |
| 4.2 Linux实时抢占补丁 |
| 4.2.1 互斥锁的实现 |
| 4.2.2 优先级继承 |
| 4.2.3 中断线程化 |
| 4.2.4 高精度时钟 |
| 4.3 基于龙芯平台的实时性改造 |
| 4.3.1 龙芯平台概述 |
| 4.3.2 龙芯上的内核抢占 |
| 4.3.3 龙芯上的中断线程化 |
| 4.3.4 龙芯上的高精度时钟 |
| 4.3.5 龙芯上合理选择配置选项 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 EDF调度实现与性能测试 |
| 5.1 EDF调度算法 |
| 5.1.1 EDF调度算法概述 |
| 5.1.2 CBS算法介绍 |
| 5.1.3 EDF+CBS算法实现 |
| 5.2 EDF调度在SMP系统中的扩展 |
| 5.2.1 Linux现有的多核调度支持 |
| 5.2.2 SMP系统上的EDF调度 |
| 5.2.3 EDF调度在SMP上的设计 |
| 5.2.4 EDF调度在SMP上的实现 |
| 5.3 Linux性能测试与分析 |
| 5.3.1 评测内容 |
| 5.3.2 评测环境 |
| 5.3.3 评测工具 |
| 5.3.4 EDF调度方法在单处理器系统 |
| 5.3.5 EDF调度策略在SMP系统上测试 |
| 5.3.6 linux内核延迟测试 |
| 5.3.7 linux上下文切换时间 |
| 5.3.8 linux最大中断延迟 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表学术论文情况 |
| 致谢 |
（5）基于DSP/BIOS的数字存储示波器软件设计（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 前言 |
| 1.1 本文研究背景 |
| 1.2 国内外数字存储示波器的发展现状 |
| 1.3 论文研究意义 |
| 1.4 论文设计任务和整体框架 |
| 第二章 基于DSP/BIOS的示波器系统总体设计 |
| 2.1 硬件平台介绍 |
| 2.2 软件总体设计 |
| 2.2.1 系统软件总体方案 |
| 2.2.2 OMAP_L138处理器介绍 |
| 2.2.3 软件开发环境介绍 |
| 2.3 本章小结 |
| 第三章 DSP/BIOS系统配置与实时多任务设计 |
| 3.1 DSP/BIOS介绍 |
| 3.2 DSP/BIOS启动流程 |
| 3.3 DSP/BIOS模块配置 |
| 3.3.1 DSP/BIOS对象创建 |
| 3.3.2 DSP/BIOS全局配置 |
| 3.3.3 DSP/BIOS内存规划与管理 |
| 3.4 多线程设计与通信 |
| 3.4.1 DSP/BIOS线程分析与调度 |
| 3.4.2 多线程设计 |
| 3.4.3 任务间通信与同步 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 双核通信与大容量数据传输设计 |
| 4.1 双核通信设计与实现 |
| 4.1.1 DSPLINK通信模块介绍 |
| 4.1.2 通信方式设计 |
| 4.1.3 双核通信实现 |
| 4.2 大容量数据传输设计 |
| 4.2.1 uPP接口介绍 |
| 4.2.2 uPP数据传输设计与实现 |
| 4.3 本章小结 |
| 第五章 基于DSP/BIOS的设备驱动设计 |
| 5.1 DSP/BIOS设备驱动结构介绍 |
| 5.2 uPP设备微型驱动设计和实现 |
| 5.2.1 微型驱动调用流程 |
| 5.2.2 微型驱动接口函数实现 |
| 5.2.3 注册微型驱动 |
| 5.3 uPP设备类驱动设计和实现 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 系统调试及测试验证 |
| 6.1 DSP/BIOS实时多线程调度验证 |
| 6.2 OMAP_L138双核通信验证 |
| 6.3 uPP数据传输性能测试 |
| 6.4 系统运行测试 |
| 6.5 本章小结 |
| 第七章 课题结论与展望 |
| 7.1 课题结论 |
| 7.2 课题展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| 攻硕期间取得的研究成果 |
（6）基于μC/OS-Ⅱ实时内核的称重式打火机测漏仪的研制（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 图和附表清单 |
| 1 绪论 |
| 1.1 课题研究背景和意义 |
| 1.2 本课题相关技术的发展现状和应用 |
| 1.2.1 嵌入式实时内核的发展现状 |
| 1.2.2 高精度微量程称重技术的发展现状 |
| 1.2.3 气体测漏技术的研究现状 |
| 1.3 本文的主要研究内容 |
| 1.3.1 本课题的核心内容及技术路线 |
| 1.3.2 本课题的难点与创新点 |
| 1.4 本章小结 |
| 2 称重式打火机测漏仪原理及总体设计 |
| 2.1 称重式打火机测漏仪原理及相关算法 |
| 2.1.1 打火机动态分时称重测漏原理 |
| 2.1.2 动态分时称重测漏系统响应数学模型 |
| 2.1.3 动态分时称重测漏系统稳态自适应识别算法 |
| 2.1.4 动态分时称重测漏系统倾斜状态自动补偿算法 |
| 2.2 称重式打火机测漏仪需求分析 |
| 2.3 称重式打火机测漏仪总体设计 |
| 2.3.1 整机结构设计 |
| 2.3.2 硬件方案设计简述 |
| 2.3.3 软件架构设计简述 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 称重式打火机测漏仪硬件设计 |
| 3.1 称重式打火机测漏仪硬件框图 |
| 3.2 称重式打火机测漏仪硬件核心电路设计 |
| 3.2.1 称重式打火机测漏仪控制核心——ATmega128 微控制器 |
| 3.2.2 ATmega128 微控制器的核心电路设计及资源分配 |
| 3.3 称重式打火机测漏仪的核心传感器及接口电路设计 |
| 3.3.1 高精度微量程称重传感器的选型 |
| 3.3.2 整机平衡状态检测传感器的选型 |
| 3.3.3 测漏核心传感器及接口电路设计 |
| 3.4 动态分时称重测漏运动控制相关电路设计 |
| 3.4.1 打火机托盘支架运动控制电路设计 |
| 3.4.2 密闭天窗水平运动控制电路设计 |
| 3.5 其他功能模块电路设计 |
| 3.5.1 测漏运动控制部分与测漏人机交互部分通讯电路设计 |
| 3.5.2 系统报警提示电路设计 |
| 3.5.3 系统电源电路设计 |
| 3.6 本章小结 |
| 4 μC/OS-Ⅱ实时内核的优化移植及设备驱动框架设计 |
| 4.1 在嵌入式系统开发中使用μC/OS-Ⅱ的优势及软件架构 |
| 4.2 μC/OS-Ⅱ实时内核在微控制器上的优化移植 |
| 4.2.1 μC/OS-Ⅱ在微控制器上移植的主要内容 |
| 4.2.2 μC/OS-Ⅱ在微控制器上优化移植原理 |
| 4.2.3 μC/OS-Ⅱ在微控制器 ATmge128 上的优化移植实现 |
| 4.3 μC/OS-Ⅱ实时内核的设备驱动框架设计 |
| 4.3.1 设备驱动框架在设备驱动程序开发中的优势 |
| 4.3.2 μC/OS-Ⅱ的设备驱动框架软件架构的设计 |
| 4.3.3 设备驱动开发相关核心数据结构的设计 |
| 4.3.4 应用层统一的设备访问接口 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 称重式打火机测漏仪软件设计 |
| 5.1 称重式打火机测漏仪的总体软件架构 |
| 5.2 动态分时称重测漏及系统运动控制算法的软件实现 |
| 5.2.1 动态分时称重测漏及数据补偿算法软件实现 |
| 5.2.2 系统运动控制算法的软件实现 |
| 5.3 测漏运动控制部分与测漏人机交互部分的通信协议设计 |
| 5.4 基于μC/OS-Ⅱ的测漏运动控制部分硬件设备驱动程序设计 |
| 5.4.1 基于分层思想的设备驱动程序架构 |
| 5.4.2 串口通信设备的驱动程序核心层设计 |
| 5.4.3 称重、倾角传感器及嵌入式终端通信串口驱动程序的实现 |
| 5.4.4 步进电机运动控制设备的驱动程序核心层设计 |
| 5.4.5 打火机托盘支架和密闭天窗运动控制驱动程序的实现 |
| 5.5 基于μC/OS-Ⅱ的测漏运动控制部分应用程序设计 |
| 5.5.1 测漏运动控制部分应用程序软件功能划分 |
| 5.5.2 测漏运动控制部分应用程序运行环境和软件架构 |
| 5.5.3 测漏运动控制部分的多任务应用程序设计 |
| 5.6 测漏人机交互部分的 MFC 应用程序设计 |
| 5.6.1 测漏人机交互的 MFC 应用程序架构 |
| 5.6.2 事件输入与消息循环的实现 |
| 5.6.3 消息响应窗口过程函数的实现 |
| 5.6.4 测漏数据处理与存储的实现 |
| 5.7 本章小结 |
| 6 称重式打火机测漏仪器性能分析及测试 |
| 6.1 称重式打火机测漏仪抗干扰性分析 |
| 6.2 称重式打火机测漏仪的误差分析 |
| 6.3 称重式打火机测漏仪性能测试 |
| 6.3.1 高精度称重性能测试 |
| 6.3.2 打火机气体泄漏检测性能测试 |
| 6.4 本章小结 |
| 7 总结与展望 |
| 7.1 总结 |
| 7.2 展望 |
| 参考文献 |
| 附录 称重式打火机测漏仪实物图 |
| 作者简历 |
（7）复杂实时应用系统设计实现的关键技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题研究的动机和目的 |
| 1.2 国内外研究现状和发展趋势 |
| 1.3 课题研究内容和设计开发目标 |
| 1.4 论文的结构安排 |
| 第2章 复杂实时应用系统设计实现关键技术综述 |
| 2.1 实时系统 |
| 2.1.1 实时系统的基本概念和分类 |
| 2.1.2 实时系统的组成及其特征 |
| 2.1.3 实时系统体系结构 |
| 2.2 实时调度策略及调度算法 |
| 2.2.1 实时调度相关技术及定义 |
| 2.2.2 基于优先级的调度算法分析 |
| 2.3 资源管理协议 |
| 2.3.1 问题描述 |
| 2.3.2 抑制优先级反转的实时设计模式 |
| 2.4 实时中间件 |
| 2.4.1 中间件 |
| 2.4.2 实时中间件 |
| 2.4.3 对实时中间件的误解 |
| 2.4.4 实时中间件设计原则及实时应用分类 |
| 2.4.5 Java用于实时中间件开发的问题 |
| 2.4.6 Java实时规范 |
| 2.5. 本章小结 |
| 第3章 μC/OS-Ⅱ中资源管理协议实时设计模式的实现方法 |
| 3.1 μC/OS-Ⅱ内核分析 |
| 3.1.1 μC/OS-Ⅱ特点及内核结构 |
| 3.1.2 μC/OS-Ⅱ多任务及任务管理 |
| 3.1.3 μC/OS-Ⅱ任务调度 |
| 3.2 在μC/OS-Ⅱ中实现同优先级任务轮转调度 |
| 3.2.1 实现技术及可调度性分析 |
| 3.2.2 实验结果及分析 |
| 3.3 抑制无限优先级反转实时设计模式在μ C/OS-Ⅱ中的实现技术 |
| 3.3.1 设计和实现方法 |
| 3.3.2 实验结果及分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 基于服务器方式的分层混合任务实时高度策略 |
| 4.1 基于TBS服务器方法分析 |
| 4.1.1 主要思想 |
| 4.1.2 算法 |
| 4.2 基于TBS服务器策略的集成调度框架 |
| 4.2.1 分层调度的设计思想 |
| 4.2.2 基于TBS服务器的分层混合集成调度框架 |
| 4.3 分层混合调度框架的实现方法 |
| 4.3.1 基于μC/OS-Ⅱ内核实现分层混合任务集调度算法 |
| 4.3.2 在RTLinux中实现基于比例带宽服务器的混合任务集调度算法 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 可按优先级唤醒的实时Java中间件组件 |
| 5.1 警戒挂起模式(Guarded Suspension Pattern) |
| 5.2 问题描述 |
| 5.3 Java线程的等待与唤醒机制分析 |
| 5.4 可按优先级唤醒的Java线程中间件设计 |
| 5.4.1 功能设计 |
| 5.4.2 等比例映射扩展Java优先级 |
| 5.4.3 解决低优先级线程活锁问题的设计方案 |
| 5.5 可按优先级唤醒的Java线程实现 |
| 5.5.1 ScheduableThread类 |
| 5.5.2 ThreadAgent类 |
| 5.5.3 ThreadAgentList类 |
| 5.5.4 Timer类 |
| 5.6 实验结果及分析 |
| 5.6.1 按优先级顺序唤醒实验 |
| 5.6.2 高访问量性能实验 |
| 5.7 本章小结 |
| 第6章 基于动态优先级的实时Java垃圾回收策略的方法 |
| 6.1 设计思想 |
| 6.2 垃圾回收的时机选择--GC周期时间上限计算 |
| 6.3 实验验证 |
| 6.3.1 按优先级顺序调度线程实验 |
| 6.3.2 使用finalize()方法透视垃圾回收器的运行状态 |
| 6.3.3 动态优先级GC实验及结果分析 |
| 6.4 本章小结 |
| 第7章 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读博士学位期间的主要成果 |
（8）微型嵌入式实时操作系统mROS的设计与实现（论文提纲范文）
| 中文摘要 |
| 英文摘要 |
| 1 绪论 |
| 1.1 课题背景 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 国内研究现状 |
| 1.2.2 国外研究现状 |
| 1.3 课题研究目的及意义 |
| 1.3.1 研究目的 |
| 1.3.2 研究意义 |
| 1.4 本论文主要工作 |
| 1.5 论文主要框架 |
| 2 嵌入式系统和实时操作系统概述 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 嵌入式系统简介 |
| 2.3 嵌入式实时操作系统概述 |
| 2.3.1 嵌入式实时操作系统的发展 |
| 2.3.2 嵌入式实时操作系统的组成 |
| 2.3.3 嵌入式实时操作系统的功能 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 任务管理与任务通信 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 任务管理 |
| 3.2.1 mROS 的任务调度策略 |
| 3.2.2 mROS 的任务切换过程 |
| 3.2.3 mROS 的任务控制块 |
| 3.2.4 mROS 的任务结构 |
| 3.2.5 程序设计 |
| 3.3 任务通信 |
| 3.3.1 mROS 任务互斥解决方案 |
| 3.3.2 mROS 任务同步解决方案 |
| 3.3.3 mROS 任务通信数据结构 |
| 3.3.4 mROS 任务通信过程 |
| 3.3.5 程序设计 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 时间管理与驱动管理 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 时间管理 |
| 4.2.1 mROS 的中断处理 |
| 4.2.2 mROS 时间管理数据结构 |
| 4.2.3 mROS 的时钟节拍服务 |
| 4.2.4 程序设计 |
| 4.3 驱动管理 |
| 4.3.1 mROS 驱动管理的数据结构 |
| 4.3.2 mROS 驱动使用流程 |
| 4.3.3 程序设计 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 系统移植及测试 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 系统移植 |
| 5.2.1 mROS 的可移植性解决方案 |
| 5.2.2 mROS 的移植接口 |
| 5.3 系统测试 |
| 5.3.1 硬件平台介绍 |
| 5.3.2 开发环境介绍 |
| 5.3.3 测试程序设计 |
| 5.3.4 测试结果分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 后期研究工作的展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| 作者在攻读学位期间发表的论文目录 |
（9）无线传感器网络实时性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 研究意义与目的 |
| 1.3 无线传感器网络 |
| 1.4 课题研究内容 |
| 1.5 本文的组织结构 |
| 第二章 无线传感器网络实时性概述 |
| 2.1 无线传感器网络应用需求 |
| 2.2 强实时与软实时 |
| 2.3 四种操作系统 |
| 2.4 无线传感器网络监测系统实时分析 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 操作系统内核研究与设计 |
| 3.1 操作系统体系结构 |
| 3.2 任务管理 |
| 3.3 任务间的同步和通信 |
| 3.4 内存管理 |
| 3.5 时钟管理 |
| 3.6 能量管理 |
| 3.7 本章小结 |
| 第四章 操作系统内核实时性相关设计 |
| 4.1 调度机制 |
| 4.2 中断管理 |
| 4.3 本章小结 |
| 第五章 无线传感器网络系统测试 |
| 5.1 无线传感器节点硬件平台 |
| 5.2 操作系统功能测试 |
| 5.3 操作系统实时性测试 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 下一步的工作 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间的研究成果目录 |
| 致谢 |
（10）基于VxWorks的无人机飞行控制软件设计（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 图表清单 |
| 注释表 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 研究目的和意义 |
| 1.3 研究背景和现状 |
| 1.3.1 飞行控制软件开发模式 |
| 1.3.2 实时操作系统的选择 |
| 1.3.3 实验室研究背景 |
| 1.4 主要章节安排 |
| 第二章 基于VxWorks 的飞行控制软件设计方案 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 飞行控制软件软硬件开发平台 |
| 2.3 飞行控制软件需求分析 |
| 2.4 飞行控制软件开发思路 |
| 2.5 机载飞行控制软件设计 |
| 2.5.1 飞行控制软件整体框架 |
| 2.5.2 板级支持程序 |
| 2.5.3 底层驱动程序 |
| 2.5.4 上层功能模块 |
| 2.6 等效飞行控制软件设计 |
| 2.6.1 等效飞行仿真系统基本配置 |
| 2.6.2 等效飞行仿真系统实现方法 |
| 2.6.3 等效飞行控制软件模块设计 |
| 2.7 飞行控制软件测试与验证方案 |
| 2.7.1 软件测试方案 |
| 2.7.2 软件仿真验证 |
| 2.8 本章小结 |
| 第三章 机载飞行控制软件底层驱动设计 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 BSP 在软件开发中的应用 |
| 3.3 软件开发平台的搭建 |
| 3.3.1 主机与目标机的连接和配置 |
| 3.3.2 VxWorks 组件的裁剪与配置 |
| 3.3.3 VxWorks 映像的定制与链接 |
| 3.4 底层驱动的设计 |
| 3.4.1 CPU 内置串口驱动的设计 |
| 3.4.2 目标板硬件资源驱动的设计 |
| 3.4.3 PC104 扩展板卡驱动的设计 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 机载飞行控制软件功能模块移植 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 现有飞行控制软件技术 |
| 4.3 VxWorks 下多任务设计 |
| 4.4 功能模块移植要点 |
| 4.4.1 任务架构的移植 |
| 4.4.2 定点浮点的移植 |
| 4.4.3 数据存储模式的移植 |
| 4.5 功能模块移植 |
| 4.5.1 传感器模块 |
| 4.5.2 执行机构模块 |
| 4.5.3 无线电测控模块 |
| 4.5.4 定时执行模块 |
| 4.5.5 机载设备模块 |
| 4.6 本章小结 |
| 第五章 基于POSIX 的等效飞行控制软件设计 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 软件运行环境的构建 |
| 5.2.1 POSIX 标准函数的可移植性 |
| 5.2.2 Win32 下POSIX 多线程编程 |
| 5.2.3 VC6.0 与POSIX 的集成使用 |
| 5.3 等效飞行控制软件的设计 |
| 5.3.1 软件任务划分 |
| 5.3.2 软件工程实现 |
| 5.3.3 具体任务实现 |
| 5.4 等效飞行仿真系统的通信设计 |
| 5.4.1 系统数据通信协议 |
| 5.4.2 系统数据通信内容 |
| 5.4.3 系统数据通信方式 |
| 5.5 控制模块的等效飞行仿真验证 |
| 5.6 本章小结 |
| 第六章 系统集成测试与仿真 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 飞行控制软件综合测试 |
| 6.2.1 软件平台测试 |
| 6.2.2 底层驱动测试 |
| 6.2.3 软件性能测试 |
| 6.3 半物理飞行仿真验证 |
| 6.3.1 仿真验证环境 |
| 6.3.2 实施仿真验证 |
| 6.3.3 仿真验证结果 |
| 6.4 本章小结 |
| 第七章 总结与展望 |
| 7.1 本文的主要工作 |
| 7.2 本文的后续工作和展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 在学期间发表的论文 |
四、微型抢占式多任务实时内核设计（论文参考文献）
- [1]全自动捡网球机器人系统开发[D]. 刘东. 大连理工大学, 2021(01)
- [2]基于嵌入式Linux线切割数控系统的实时性优化及其软件开发[D]. 岑碧琦. 广东工业大学, 2020(02)
- [3]面向控制领域的实时微内核的研究与实现[D]. 严伟. 电子科技大学, 2019(01)
- [4]基于国产平台的Linux实时性优化技术研究[D]. 刘剑. 中国航天科技集团公司第一研究院, 2018(02)
- [5]基于DSP/BIOS的数字存储示波器软件设计[D]. 杜兴批. 电子科技大学, 2014(03)
- [6]基于μC/OS-Ⅱ实时内核的称重式打火机测漏仪的研制[D]. 徐海龙. 中国计量学院, 2013(03)
- [7]复杂实时应用系统设计实现的关键技术研究[D]. 王溪波. 东北大学, 2012(07)
- [8]微型嵌入式实时操作系统mROS的设计与实现[D]. 李建章. 重庆大学, 2011(04)
- [9]无线传感器网络实时性研究[D]. 吴小娜. 东华大学, 2011(07)
- [10]基于VxWorks的无人机飞行控制软件设计[D]. 蔚文杰. 南京航空航天大学, 2011(11)
标签：实时系统论文; linux服务器论文; 控制测试论文; 模块测试论文; linux系统论文;