嵌入式Linux实时性研究及Bootloader的设计与实现

摘要

随着数字信息技术和计算机网络技术的发展,嵌入式系统已经成为一个研究热点,Linux操作系统以其源码的开放性和高稳定性等特点成为了嵌入式领域发展最快的操作系统。
　　 本文的一个主要研究方面是如何提高嵌入式Linux2.6内核的实时性,使其更适合嵌入式系统的应用。本文在深入研究Linux2.6内核调度器工作原理的基础上,阐述了如何将实时调度算法——最早截止期限优先(EDF)动态调度算法引入Linux2.6内核的调度器中,在不改变O(1)调度特性的基础上,将其改造成实时性能更强更适合嵌入式应用的操作系统。之后,对改造之后的嵌入式Linux2.6系统进行实验测试,实验结果表明改进后的Linux2.6内核的实时性能相对原来的版本有明显的提高。
　　 本文的另一个主要研究方面是基于Xscale处理器PXA255的Bootloader的设计与实现。Bootloader是嵌入式系统在运行内核操作系统之前执行的一段代码,其基本作用是加载内核镜像,并引导嵌入式操作系统的启动。本文首先对Bootloader的实现硬件平台-Intel Xscale PXA255做了详细的说明,在此基础上对将要实现的Bootloader做了细致的分析及完整的设计,在实际实现时,除了完成Bootloader的基本功能之外,还实现了通过网络接口来下载文件和内核镜像的扩展功能。

目录

文摘

英文文摘

第一章 绪论

1.1 研究背景

1.2 主要研究工作

1.3 主要内容

第二章 ARM介绍

2.1 ARM简介

2.2 ARM处理器的特点

2.2.1 RISC型处理器结构

2.2.2 低电压、低功耗设计

2.2.3 多处理器状态模式

2.2.4 嵌入式在线仿真调试

2.3 ARM core描述

2.4 Intel Xscale系统构架

第三章 Bootloader的设计及实现

3.1 Bootloader-的基本概念

3.2 Bootloader的硬件平台及软件环境

3.3 Bootloader的总体设计

3.4 Bootloader实现的关键

3.4.1 阶段1的主要代码实现

3.4.2 阶段2的主要代码实现

3.5 实验结果

第四章 嵌入式Linux2.6内核实时性研究及改进

4.1 嵌入式Linux系统的特点

4.2 Linux2.6内核进程调度研究

4.2.1 基本思想

4.2.2 数据结构

4.2.3 调度策略

4.3 嵌入式Linux2.6内核实时调度的改进

4.3.1 改进方法

4.3.2 改进调度系统的代码及分析

4.3.3 改进系统的调度性能分析

4.4 改进系统的实时性能测试

第五章 结束语

致谢

参考文献

在校期间研究成果