宽带路由器嵌入式操作系统的改进

宽带路由器嵌入式操作系统的改进

论文摘要

嵌入式软件是嵌入式系统的灵魂,而嵌入式操作系统又是嵌入式软件的核心。嵌入式应用发展的关键是嵌入式软件,尤其是嵌入式操作系统的发展。与通用操作系统相比较,嵌入式操作系统在系统实时高效性、硬件的相关依赖性、软件固态化以及应用的专用性等方面具有较为突出的特点。面向Internet和特定应用是嵌入式操作系统的重要发展趋势。 随着生活水平的提高以及互联网的不断发展,网络已经成为家庭生活和企业办公不可缺少的部分。伴随着因特网的膨胀,很多问题出现了。其中之一就是IP地址空间(IPv4)的相对有限,将无法满足未来进一步的网络地址分配。因此共享上网对于不少家庭和小型办公室用户来说,是一个急需解决的问题。 宽带路由器就是针对这种应用的一个产品,它主要提供共享上网以及多种路由器功能。宽带路由器作为一个嵌入式产品,具有一定的实时性,网络处理频繁,结构比较简单等特点。而宽带路由器软件的实现关键是基于这些特点的嵌入式操作系统。 论文的工作是在现有的Nanos宽带路由器操作系统项目基础上进行,Nanos已经具备了基本的路由器功能。本论文所讨论的就是分析这个Nanos宽带路由器操作系统,找出这个系统中存在的一些问题和缺陷。并在原有的Nanos基础上,提出了针对这些问题和缺陷的解决方案,新增了PCI总线驱动,调整了驱动接口,还增加了realtek 8139 100M网卡驱动。然后在系统效率的提高上做进一步的探索和尝试,提出并实现了半轮询技术。并对系统的上层的NAT做了一些完善工作,支持ping软件和ftp PORT传输模式。最后对改进的系统与Linux做了对比测试,测试的结果表明,最后的系统与Linux相比有明显的效率上的提高。虽然现在系统能够很好地运行,但是要成为一个比较成熟的系统,以后还有不少的工作要进行。

论文目录

  • 摘要
  • Abstract
  • 目录
  • 第一章 绪论
  • 第一节 背景及意义
  • 第二节 宽带路由器的功能
  • 2.1 宽带路由器的基本功能
  • 2.2 宽带路由器的高级功能
  • 2.3 一个典型的宽带路由器
  • 第三节 关于论文
  • 第二章 Nanos操作系统
  • 第一节 NanoS操作系统的设计目标
  • 第二节 Nanos关键技术分析
  • 2.1 任务管理
  • 2.2 内存管理
  • 2.3 中断、异常
  • 2.4 网卡驱动
  • 第三节 Nanos操作系统存在的问题
  • 第三章 Nanos的PCI总线驱动和8139网卡驱动
  • 第一节 PCI总线驱动
  • 1.1 PCI总线系统体系结构
  • 1.2 PCI驱动的实现
  • 第二节 调整驱动接口
  • 第三节 8139网卡驱动
  • 3.1 测试数据与分析
  • 3.2 8139网卡工作原理分析
  • 3.2.1 数据包的发送
  • 3.2.2 数据包的接收
  • 3.3 8139网卡的实现
  • 第四章 半轮询
  • 第一节 半轮询的提出
  • 第二节 半轮询的设计
  • 第三节 半轮询的实现
  • 第五章 Nanos的NAT
  • 第一节 NAT的定义
  • 第二节 NAT部分的设计
  • 第三节 NAT的流程分析
  • 第六章 NAT功能的完善
  • 第一节 ping的支持
  • 第二节 FTP PORT传输模式的支持
  • 第七章 综合测试与评估
  • 第一节 测试环境和工具
  • 第二节 测试数据与分析
  • 第三节 进一步改进系统的工作
  • 第八章 总结与展望
  • 参考文献
  • 致谢
  • 相关论文文献

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