嵌入式MINIX操作系统内存管理的设计

论文摘要

嵌入式系统的研究和开发目前已成为信息技术领域的一大热点。较之普通桌面型操作系统,嵌入式系统受成本、设备体积和电池技术等因素制约,内存容量一般相当有限,需要高效地使用。而且很多嵌入式系统事关重大,必须安全地运行,为避免灾难性后果,内存管理必须十分可靠。MINIX是一个多任务的通用操作系统,采用模块化的组织结构,具有高可靠性,灵活性和安全性。MINIX恪守“Small is beautiful”的原则,内核部分非常小,很适合于嵌入式系统,以及高可靠性的应用当中。本文的主要工作是研究了嵌入式操作系统内存管理,分析了本领域的一些常用技术,指出了它们的特点和适用条件。并以ARM微处理器为目标平台,分别设计了支持MMU和不支持MMU的嵌入式MIMIX 3的内存管理策略。为了使MINIX 3支持MMU,本文在MINIX 3内核中增加了内存接口来访问系统硬件,并对原有的内存管理进行了分页设计。对于无MMU的设计,本文通过改进MINIX 3的内存分配策略,提高了内存的利用率,减少了碎片的产生。从而使MINIX 3的内存管理更符合嵌入式系统的要求。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 嵌入式系统概述
• 1.2 MINIX操作系统概述
• 1.3 嵌入式微处理器ARM
• 1.3.1 ARM概述
• 1.3.2 目标板介绍
• 1.3.3 S3C2410芯片介绍
• 1.3.4 S3C2410存储空间
• 1.3.5 ARM MMU
• 第二章 嵌入式系统内存管理
• 2.1 嵌入式操作系统的内存管理的特点
• 2.2 常用的内存管理
• 2.3 内存模式
• 2.4 内存碎片
• 2.4.1 内存碎片的分类
• 2.4.2 内存碎片的解决方法
• 第三章 嵌入式MINIX的内存管理设计
• 3.1 MINIX3的内存管理
• 3.2 基于MMU的内存管理设计
• 3.2.1 映射一个新进程
• 3.2.2 I/O映射
• 3.2.3 页表
• 3.2.4 MMU库函数
• 3.3 基于无MMU的内存管理设计
• 3.3.1 改进的进程内存分配
• 3.3.2 采用一次分配多次使用的内存管理
• 第四章 总结
• 参考文献
• 致谢