基于POSIX规范的零星事件调度方法研究与应用

摘要

工业控制、航空航天等领域的嵌入式系统有一个共同的特性，即对系统的响应时间有严格要求。随着实时嵌入式系统结构的日益复杂，运行环境的不确定因素增多，零星事件调度越来越受到专家学者的重视。本文以“磁滞陀螺电机高频电源的研制”项目为课题背景，参考国际标准，将基于POSIX规范的零星事件调度方法引入现有系统中，提高了系统的鲁棒性和实时性。 本文首先介绍RTOS中经典的调度策略，分析其调度零星事件的局限性。同时讨论零星事件的特点，介绍几种在一定条件下能够实现零星事件调度的初步方法。随后介绍较为成熟的两种零星事件调度方法：基于空闲时间和基于服务器，并分别举例说明。国际POSIX(PortableOperatingSystemInterfaceforComputingEnvironments可移植的操作系统接口)1003.1d规范明确提出的SCHEDSPORADIC零星事件调度，本质上是基于服务器的调度方法，特殊之处在于它具有双优先级，若当前周期内零星服务器的执行预算已经耗尽，系统则将其优先级降为最低，确保系统中的重要任务能够满足其截止期限要求，从而避免“过载”。本文在第四章中详细论述涉及到的关键技术及具体实现过程。“磁滞陀螺电机高频电源的研制”项目使用TMS320F240DSP为主控制器，硬件部分包括信号板、放大板、供电板及显示面板等。为满足系统性能要求，在DSP平台上移植了μC/OS-Ⅱ实时内核，在此基础上，创建多个实时任务。在实际运行中发现，如果串口有持续较长时间的干扰信号，会使系统“过载”而不能响应较低优先级的任务，因此参考POSIX1003.1d规范，将串口通讯任务视为零星任务，利用μC/OS-Ⅱ提供的API函数，在现有系统中实现了基于POSIX规范的零星事件调度方法。为了验证改进后的系统性能，用硬件电路产生真随机二值信号，模拟零星事件。实践证明，引入零星事件调度后，系统具有更好的鲁棒性。在全文的最后对所做工作进行总结，并分析进一步研究的方向。

目录

文摘

英文文摘

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第1章引言

第2章RTOS中的调度策略分析

第3章POSIX规范与零星事件调度方法研究

第4章基于POSIX规范的零星事件调度方法应用

第5章引入零星事件调度后的系统性能验证

第6章结论与展望

致谢

参考文献

附录AμC/OS-Ⅱ移植底层配置代码

附录B系统硬件原理图

个人简历 在读期间发表的学术论文与研究成果