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《沈阳工业大学》 2005年
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基于Linux嵌入式操作系统实时性的研究

朱瑾  
【摘要】:随着数字信息技术和网络技术的高速发展,嵌入式产业迅速崛起,成为二十一世纪发展最快的IT产业,嵌入式系统蕴含着巨大的市场商机。在这种背景下,已经在服务器市场稳定了地位的Linux在嵌入式领域脱颖而出,并以其低廉的价格和强大的功能等诸多优势很快发展起来,成为近年来嵌入式领域研究和开发的一个热点。 本文主要讨论为满足嵌入式领域的需要,使Linux系统支持硬实时性的研究。文章首先对嵌入式系统、嵌入式实时操作系统和嵌入式Linux进行了详细的介绍,并对Linux作为嵌入式操作系统的优势和在实时性方面的不足做了深入的分析。在此基础上,对当前嵌入式Linux操作系统实现硬实时陸的不同方案进行了比较。研究了现有各种可行的改造方法,这些都为后续的研究和开发工作提供了良好的基础。 其次重点深入的分析了Linux内核源代码,特别是深刻剖析内核中关键代码,进程管理与内存管理部分,并掌握Linux操作系统的脉络框架和实现思想。确定了对Linux的改造方案。采用细粒度定时器的机制来解决Linux系统中固有的系统时钟粒度大的问题,对两种模式下的细粒度定时器的具体实现策略做了阐述;通过对虚拟内存机制的屏蔽,剔除内存的换入换出操作,使屏蔽后的系统与原系统相比,稳定性和实时性显著提高;将单调速率调度算法、最早死线调度算法以及多级反馈队列调度算法进行理论上的研究及证明,并设计了基于Linux的实时调度器,EDF和RMS调度器;采用这种方案设计,用户可以根据其需要进行选择,将能够适用于多种应用需求。经过验证测试,改进后的系统较好地解决了普通Linux在实时性方面存在的不足,能够在实时领域有较好的应用。 最后,对Linux实时化方案中尚需解决的其它关键问题提出自己的看法,通过对其进行相应的改造,必将在嵌入式领域中发挥巨大的作用。并对嵌入式Linux未来发展的方向做出展望。
【学位授予单位】:沈阳工业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2005
【分类号】:TP316.81

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