OpnkOS实时内核设计

论文摘要

本文介绍了自己设计的一个实时内核,命名为OpnkOS。这是一个多任务抢占式的实时内核,具有开放内核结构,为程序设计者提供了比较大的权限,可以做到对资源更有效的利用。 论文首先讨论了实时内核设计的一些相关问题,在此基础上设计了一个实时内核。该内核主要包括任务管理模块、任务通信模块、中断管理模块、时钟管理模块和内存管理模块。文中采用面向对象的方法封装了一部分模块,包括任务,通信模块中的信号量、消息邮箱、消息队列,时钟和内存分区等,这种方式减少了全程变量的使用,增加了模块的完整性。对于不适合建立类结构的模块,如中断、任务调度、内存调用等,内核提供了接口函数供程序设计者使用。整个内核给设计者比较大的自由度,方便设计者进行应用设计。 全文分6章分别设计了该内核的各个模块,实现了其相关的主要函数。文末总结了该内核实现的程度并提出了尚未解决的问题。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 引言
• 1.1 实时系统概念
• 1.2 实时操作系统国内外现状
• 1.3 国内外实时操作系统简介
• 1.4 论文研究及工作
• 1.4.1 OpnkOS的特点
• 1.4.2 内核体系结构和功能图
• 1.5 论文组织方式
• 2 实时内核设计的一些相关理论
• 2.1 任务管理
• 2.1.1 调度分类
• 2.2 任务间通信和同步
• 2.3 中断管理
• 2.4 时钟管理
• 2.5 存储器管理
• 2.5.1 静态分配与动态分配
• 3 任务管理设计与实现
• 3.1 OpnkOS任务设计
• 3.1.1 优先级设计
• 3.1.2 状态定义
• 3.1.3 任务控制块定义
• 3.1.4 任务类结构定义
• 3.1.5 主要算法实现
• 3.2 OpnkOS任务管理
• 3.2.1 任务链表定义
• 3.2.2 主要算法实现
• 4 任务调度设计与实现
• 4.1 OpnkOS调度设计
• 4.2 主要算法实现
• 5 任务间的通信设计与实现
• 5.1 信号量
• 5.1.1 信号量设计
• 5.1.2 主要算法实现
• 5.1.3 用信号量实现互斥
• 5.1.4 用信号量实现同步
• 5.2 消息邮箱
• 5.2.1 邮箱设计
• 5.2.2 主要算法实现
• 5.3 消息队列
• 5.3.1 消息队列设计
• 5.3.2 主要算法实现
• 5.4 一点注意
• 6 中断管理设计与实现
• 6.1 开关中断宏定义
• 6.2 OpnkOS中断管理设计
• 6.2.1 中断向量表IVT设计
• 6.2.2 中断嵌套设计
• 6.2.3 中断相关定义
• 6.3 主要算法实现
• 7 时间管理设计与实现
• 7.1 OpnkOS时钟设计
• 7.1.1 时钟类结构定义
• 7.1.2 主要算法实现
• 7.2 OpnkOS时钟管理
• 8 内存管理设计与实现
• 8.1 OpnkOS内存管理设计
• 8.1.1 OpnkOS内存划分
• 8.1.2 系统分区类定义
• 8.2 主要算法实现
• 8.3 其它相关定义
• 9 总结与展望
• 致谢
• 参考文献