高可靠R80515集成开发环境关键技术研究

论文摘要

随着嵌入式系统应用的不断扩展与深入,高可靠性在嵌入式系统的发展历程中正占据越来越重要的地位,成为设计和应用的首要考虑因素。当前,嵌入式微处理器越来越多地被应用于各种恶劣环境中,但是高能粒子产生的单粒子效应会对微处理器的正常工作产生影响,尤其对应用在太空环境中的微处理器而言,影响更严重,成为其可靠性降低的首要因素。我校与国防科技大学合作研发的R80515可靠芯片中加入了编译支持的改进的控制流检测技术,并且,通过硬件配合还可以将故障运行状态恢复到正常运行状态,极大的增强了系统运行的安全性和可靠性。本课题是“高可靠R80515嵌入式系统开发平台”项目中的一个子课题。作为整个项目的一部分,本课题的任务是对“高可靠R80515集成开发环境关键技术”进行研究,并在此基础上为项目组提供既支持高可靠编译又支持高可靠编辑的集成开发平台。本论文首先对嵌入式系统的开发方法与嵌入式集成开发环境进行了阐述。然后重点对高可靠C语言编辑器的设计进行研究,设计开发了支持带有签名算法的安全嵌入式C语言编译器的编辑器,通过对编辑器的高可靠性进行研究,实现了编辑器对安全编译扩展语法的识别、对安全编译器控制流检测层编译信息的显示、对语法安全子集的支持;使用动态配置文件的方法实现了对多种高可靠安全编译算法的语法加亮,提出了支持安全编译器后的语法加亮算法。接着,对集成开发环境设计过程中的高可靠编译器的调用、对高可靠R80515模拟器的调用及数据的动态显示、编译错误信息定位与显示、编辑器窗口与编译出错信息显示窗口的窗口分割与通信进行了研究,并对研究结果给予实现。在理论研究的基础上,确定了本论文所研究的集成开发环境总体框架的软件体系结构,并对主体设计模块进行了设计与实现。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 课题研究背景与意义
• 1.2 嵌入式系统开发概述
• 1.2.1 嵌入式系统软件开发
• 1.2.2 嵌入式系统软件开发方式
• 1.3 嵌入式集成开发环境
• 1.3.1 集成开发环境的重要性
• 1.3.2 集成开发环境的优点
• 1.3.3 国内外研究现状
• 1.4 高可靠R80515平台简介
• 1.5 研究内容
• 1.6 论文组织
• 第2章 高可靠C语言编辑器的设计
• 2.1 编辑器的文本表示
• 2.1.1 基本顺序数据结构
• 2.1.2 间隙缓冲区理论
• 2.1.3 间隙缓冲区的实现
• 2.2 多文档界面文本编辑器的设计
• 2.2.1 多文档界面环境机制
• 2.2.2 窗口的创建
• 2.3 编辑器窗口函数的实现
• 2.3.1 框架窗口函数
• 2.3.2 文档窗口函数
• 2.4 安全编译支持模块
• 2.5 语法安全子集支持模块
• 2.6 本章小结
• 第3章 语法加亮的设计与实现
• 3.1 语法加亮的基本理论
• 3.1.1 词法分析
• 3.1.2 正规定义与正规表达式
• 3.1.3 状态转换图
• 3.1.4 有穷自动机
• 3.1.5 DFA模式匹配器的优化
• 3.2 多种高可靠安全编译算法的语法加亮
• 3.3 语法加亮技术的实现
• 3.3.1 保留字问题与解决
• 3.3.2 符号表的结构
• 3.3.3 杂凑表
• 3.3.4 语法加亮算法
• 3.4 本章小结
• 第4章 集成开发环境设计中涉及到的其他技术
• 4.1 编译错误信息的定位与显示
• 4.1.1 高可靠SDCC编译器的调用
• 4.1.2 出错位置的确定
• 4.1.3 编辑器窗口与编译信息显示窗口的数据通信
• 4.2 高可靠R80515模拟器的调用
• 4.3 高可靠R80515模拟器数据的动态显示
• 4.4 窗口分割的实现
• 4.4.1 基类的选择
• 4.4.2 动态创建与静态创建的比较
• 4.4.3 窗口分割的实现
• 4.5 本章小结
• 第5章 集成开发框架的总体实现
• 5.1 软件体系结构的选择
• 5.1.1 选择软件总线体系结构的依据
• 5.1.2 软件总线体系结构
• 5.2 集成开发环境的设计目标
• 5.3 集成开发框架的总体实现
• 5.3.1 项目管理器
• 5.3.2 高可靠C源程序代码编辑模块
• 5.3.3 调试模块
• 5.4 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果
• 致谢
• 个人简历