嵌入式实时操作系统的网络技术研究

摘要

随着互联网应用的飞速发展和嵌入式微处理器应用的日益广泛,作为嵌入式系统软件核心的嵌入式实时操作系统的研究与发展显得尤为重要.传统操作系统的网络系统实现对实时应用支持不够并且灵活性欠缺,其设计思想并不适合嵌入式实时操作系统,从而无法为嵌入式实时应用提供有效的网络支持.ARTs-OS作为一个自主开发的采用现代微内核结构的嵌入式实时操作系统,其网络系统是基于多线程并可动态加载的独立服务进程,同时运行于内核空间之外.在充分利用系统本身实时性与灵活性以及分析其他操作系统网络实现优缺点的基础上,ARTs-OS网络构建基于静态多服务线程模型的体系结构,设计相应的数据处理策略,并且从数据队列管理和网络内存管理两个方面进行了针对性的性能优化,具备了灵活的动态可加载能力与高质量的实时性能.由于网络数据处理流程已经作为成熟的标准而存在,ARTs-OS网络设计主要工作集中在体系结构的构建以及由此产生的优化问题上.首先引入了多服务线程处理模型的思想,并解决了优先级排队与任务抢占之间的矛盾;其次结合系统内核的特点与网络应用的实际,对网络内存管理作了一定的改进,使其更符合嵌入式微内核实时应用环境.通过对ARTs-OS网络的协议功能模块的测试结果及部分性能指标的分析,表明ARTs-OS网络体系结构与处理策略的设计满足了嵌入式实时应用的网络数据处理需求.

目录

文摘

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1绪论

1.1研究背景

1.2嵌入式实时操作系统的概况

1.3国内外研究现状

1.4目前的研究发展方向

1.5小结

2嵌入式实时系统网络结构

2.1嵌入式实时系统的内核模式

2.2 ARTs-OS的系统结构

2.2 ARTs-OS的内核思想与核外系统服务

2.3网络体系结构

2.4典型化的网络实现结构

2.5 ARTs-OS的网络系统结构

2.6小结

3网络系统的数据队列管理

3.1网络数据队列

3.2数据队列排队规则

3.3带加权调整的公平排队法

3.4小结

4网络系统的内存管理

4.1类Unix系统网络内存管理

4.2可自治的网络内存管理

4.3小结

5ARTs-OS的网络系统测试

5.1系统测试的概念

5.2网络测试内容与测试环境

5.3功能模块测试

5.4 ARTs-OS网络性能分析

5.5小结

6结束语

致谢

参考文献

附录1(攻读学位期间发表论文目录)