单片机嵌入式操作系统研究与NoC结构的操作系统内核设计

摘要

嵌入式操作系统是嵌入式应用软件的基础和开发平台,用户的其他应用程序都建立在嵌入式操作系统之上。目前,对于16位/32位处理器的嵌入式操作系统开发比较广泛,8位处理器的操作系统开发很少。而8位处理器的应用软件开发又比较常见,所以本文提出一种基于8051单片机的简单嵌入式操作系统,大大减少了软件开发时的重复性劳动。
　　 对于NoC(Networks on chip片上网络)结构,需要一个适用于这种结构的操作系统控制管理计算机资源、高效地利用软硬件、合理地组织管理计算机系统的工作流程。一种方法就是拓展以上适用于8051单片机的简单嵌入式操作系统,将其作为NoC分布式操作系统的一个基础节点。在这个节点操作系统里预留一些接口,通过这些接口实现各节点的连接通信。分布式操作系统每一个节点具有相同结构和功能。
　　 论文对嵌入式操作系统的研究现状和发展趋势作了分析,详细研究了所使用到的基础理论。在此基础之上,设计了一个嵌入式操作系统结构,建立软件模型。这个嵌入式操作系统是一个微内核结构,针对瑞典KTH研究小组的DRRA片上网络结构,以及对应的NoC分布式操作的要求,提供了进程调度和进程间通信功能。为了进一步拓展到NoC中应用,操作系统内核中预留了三个接口,希望通过这三个接口完成每个操作系统节点间的数据通信,实现NoC上分布式操作系统;最后通过实现一个FIR低通滤波器验证这个系统的各项功能都达到了设计要求。