基于实时操作系统的基础软件平台研究

摘要

相对于地面系统,航天领域的信息处理系统对处理器的可靠性、容错、抗辐射等方面有着更高的要求.其中面向航天信息处理系统的嵌入式基础软件平台建设技术及应用水平直接反映了国家信息技术的发展能力和提升空间.因此,该领域的基础软件平台建设成为世界各国重点研究和发展的关键技术领域.对面向航天信息处理系统的嵌入式基础软件平台技术进行了研究和分析,针对航天领域应用复杂、平台多样的特点,引入了基于自主可控实时操作系统的多平台一体化基础软件平台架构，为适应多平台一体化系统，软件架构支持各种体系结构的处理器，如目前在嵌入式领域中广泛使用单片机、ARM、数字信号处理器(DSP)、PowerPC处理器、SPARC处理器等。因此，该软件平台架构最底层是为嵌入式系统提供的板级支持包BSP，主要用来屏蔽这些处理器之间的差异。在板级支持包之上封装了自主可控的嵌入式实时操作系统内核，该部分采用微内核／超微内核技术，实现最小内核处理、小尺寸、低功耗，达到系统开销小、运行效率高的目的，以支持各种小型化电子设备。操作系统模块子系统位于内核和应用软件之间，该子系统是可定制部件，可以在基本内核基础上，根据应用需求进行定制与剪裁，重新改造扩充。此外，在操作系统上层还有嵌入式数据库、中间件以及应用支撑软件，使应用软件开发人员无须了解具体的操作系统和底层芯片的特征，只须遵循本架构的编程接口和规范。基于多平台一体化的基础软件平台架构能大大简化应用软件的设计与实现，提升基于该平台的软件可移植性。