基于DSP的嵌入式实时操作系统平台及其应用

摘要

随着微处理器性能的不断提高,嵌入式应用越来越广泛.DSP嵌入式系统,就是将DSP系统嵌入到应用电子系统中的一种通用系统.一方面具备高速的数据处理能力,使其在现代电子技术、计算机技术和信息网络技术的大数据量处理方面有着广阔的应用前景;另一方面拥有丰富的系统资源,可用简单的方法和技术实现复杂系统的实时多任务操作和软硬件接口,提高系统性能和技术指标,降低成本.经过查阅大量的文献资料和动手实践,笔者设计了一种低成本的DSP嵌入式实时开发平台,并在系统的管理上选用了一款小型高效的实时操作内核μC/OS-Ⅱ,很适合一些中小型的控制系统应用.文章大致分为三个方面的内容:首先概述了嵌入式实时操作系统和DSP数字信号处理系统,其次构建了软硬件结合的嵌入式实时平台,最后是关于该平台在仪表设计中的应用.本文的主要贡献如下:1.实现了实时内核μC/OS-Ⅱ在DSP上的移植,初步构建了一种通用的嵌入式实时软件开发平台.该平台经过完善与优化,可有效用作控制仪表的二次开发.2.总结归纳了嵌入式实时操作系统的调度算法.深入分析了μC/OS-Ⅱ的调度策略,为了防止优先级反转问题,在其中扩展了优先级顶置协议.此外,对三款有代表性的嵌入式实时系统作对比,阐述了他们的特征与应用对象.3.以科里奥利质量流量计为例,将该系统应用于控制仪表的开发与设计.在质量流量的计算上提出借鉴电力系统中功率因数的算法来完成,大大简化了一般采用快速傅立叶变换的计算方法.另外采用实时内核管理和调度任务,提高了系统的实时性和可靠性.

目录

文摘

英文文摘

第一章绪论

1.1嵌入式处理器

1.2嵌入式系统软件

1.3实时操作系统

1.3.1实时系统与实时操作系统

1.3.2实时系统的一些概念

1.3.3实时操作系统的主要研究方向

1.4本文主要内容

第二章DSP数字信号处理系统

2.1数字信号处理系统

2.1.1数字信号处理

2.1.2 DSP嵌入式系统

2.2 TMS320LF240x DSP处理器

2.3本章小结

第三章实时操作系统移植

3.1 μC/OS-Ⅱ实时操作系统

3.2系统移植

3.2.1开发工具

3.2.2 μC/OS-Ⅱ代码结构

3.2.3 μC/OS-Ⅱ在DSP上的移植

3.2.4软件平台优化

3.3本章小结

第四章实时操作系统调度算法

4.1调度算法

4.2实时操作系统调度算法

4.2.1概述

4.2.2 μC/OS-Ⅱ调度算法

4.2.3 μC/OS-Ⅱ调度算法改进

4.3几种嵌入式实时操作系统调度算法比较

4.4本章小结

第五章系统应用

5.1科里奥利质量流量计

5.2信号处理方法

5.2.1 FFT算法

5.2.2 PF算法

5.3系统任务的分配与调度

5.4本章小结

第六章总结与展望

6.1总结

6.2研究展望

参考文献

致谢

攻读硕士学位期间完成的学术论文