嵌入式实时操作系统FreeRTOS在x86上的移植

论文摘要

在嵌入式领域中，嵌入式实时操作系统正得到越来越广泛的应用。采用嵌入式实时操作系统(RTOS)可以更合理、更有效地利用CPU的资源，简化应用软件的设计，缩短系统开发时间，更好地保证系统的实时性和可靠性。操作系统到特定硬件的移植关系到整个项目能否按期完工。因此需要选择那些可移植性较高的操作系统，从而避免操作系统向硬件移植带来的困难，加速嵌入式系统开发的进度。本文主要介绍了嵌入式实时操作系统FreeRTOS在X86的移植。首先详细分析了FreeRTOS操作系统的内核，然后设计了系统引导程序bootloader，最后给出了FreeRTOS在X86的模拟器Skyeye上的移植过程。本文选择了Eclipse集成开发环境，以远程调试运行在开源模拟器Skyeye上的FreeRTOS。其中在Linux下使用GCC编译此操作系统时，需要构建makefile文件、修改内联汇编、处理相关函数。内核装入内存后，还需处理调度器和中断。移植成功后，继续对FreeRTOS做裁减。将FreeRTOS成功移植到X86，使这一开源操作系统得到更广泛的应用。待整个项目即FreeRTOS的目标码覆盖率分析完成后，FreeRTOS在安全关键领域的应用也会越来越多。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 目录
• 第一章 绪论
• 1.1 选题背景及研究意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.3 主要研究内容
• 1.4 论文结构
• 第二章 相关技术概述
• 2.1 嵌入式实时操作系统简介
• 2.1.1 操作系统的功能
• 2.1.2 嵌入式操作系统的起源
• 2.1.3 常见的嵌入式系统
• 2.1.4 通用与专用嵌入式操作系统
• 2.1.5 实时操作系统的特点
• 2.1.6 嵌入式操作系统产品链
• 2.1.7 嵌入式实时操作系统的未来趋势
• 2.2 编译器
• 2.2.1 预处理器
• 2.2.2 汇编器
• 2.2.3 链接器和加载器
• 2.3 内联汇编
• 第三章 FreeRTOS 分析
• 3.1 FreeRTOS 简介
• 3.2 FreeRTOS 源码分析
• 3.3 FreeRTOS 操作系统的原理与实现
• 3.3.1 任务调度机制的实现
• 3.3.2 时间管理
• 3.3.3 内存管理
• 3.4 FreeRTOS 的不足
• 第四章 系统需求分析
• 4.1 系统需求分析
• 4.2 系统功能分析
• 4.2.1 Eclipse 环境集成
• 4.2.2 FreeRTOS 的移植
• 4.2.3 FreeRTOS 目标码覆盖率分析
• 第五章 设计与实现
• 5.1 open64 和 Eclipse 的集成
• 5.2 skyeye 和 Eclipse 的集成
• 5.3 构建 makefile
• 5.4 修改内联汇编
• 5.5 相关函数的处理
• 5.6 系统的启动和初始化
• 5.6.1 BIOS 系统初始化
• 5.6.2 bootloader 的实现
• 5.7 内核的装入
• 5.8 调度器和中断的处理
• 5.8.1 调度器
• 5.8.2 中断的处理
• 5.9 裁减 demo pc
• 第六章 运行与测试
• 6.1 测试环境
• 6.2 bootloader 测试
• 6.3 FreeRTOS 在模拟器上的运行测试
• 结束语
• 致谢
• 参考文献
• 附录
• 附录A makefile 文件
• 附录B 重要的汇编函数的实现