嵌入式实时操作系统

摘要： 通信控制器是地面战术组网以及其他工业控制设备组网的核心节点。其目前的工程实现形式多为烧录单片机加外围电路搭建,这种方法存在很多弊端。该文提出了一种在通用硬件平台上,借助嵌入式实时操作系统VxWorks实现系统功能的设计方案;介绍了系统基本结构、基本硬件、软件特点。设计了系统通信协议,重点说明了设计思路,同时给出了部分模块的设计细节和实验结果。

摘要： 为了满足嵌入式操作系统对空间保护、隔离故障、防止故障蔓延、空间和资源之间的分离保护机制等能力,本文在嵌入式操作系统中提出了实时进程的概念。通过研究实时进程的功能架构、实时进程的资源管理、空间管理划分及映射、实时进程的通信、运行方式等功能,剖析了实时进程在嵌入式操作系统与UNIX/Linux等传统桌面系统的功能差异,以及不同于传统进程模型的功能特点。随着嵌入式实时操作系统在各个领域应用越来越广泛,越来越多的新技术的应用都需要高可靠实时性强高安全的系统作为技术支撑,实时进程机制将在嵌入式实时操作系统中发挥关键作用。

摘要： 在传统8位单片机控制系统的基础上设计了一套基于STM32单片机的婴儿辐射保暖台控制系统,为提高系统的实时性和稳定性引入uCOS-III嵌入式实时操作系统.该控制系统主要由控制模块、加热模块、LCD显示模块、报警模块和电源模块等组成.实验结果表明,该系统能可靠地控制辐射头加热,使保暖台床面达到预期温度,同时能实时监测加热功率、温度数据、存储数据等情况,一旦检测到功能异常,立即发出报警信息.

摘要： 针对现代生活中快递在运输过程中出现的丢失、损坏,客户对重要包裹在运送途中的担心等问题,提出一种基于全球卫星导航系统(GNSS)的物流信息跟踪系统设计.基于嵌入式实时操作系统,以STM32L151RCT6单片机为主控模块,驱动传感部分(GNSS位置传感器、温湿度传感器、加速度传感器)采集包裹的各项物流信息,并通过窄带物联网(NB-IoT)通信将物流信息传输至快递公司的物联网云平台;用户通过Web网页即可查询包裹的物流信息,包括精确位置、温湿度、运动状态等.测试结果表明,该系统能够完成对包裹信息的跟踪和稳定上传,其定位跟踪精度在2.5 m以内,能够实现对快递包裹的集中化、规模化管理.

摘要： 为了解决物联网网关程序的多任务协调与实时工作,研究了定时器中断,μC/OS、FreeRTOS、RTX和RTThread嵌入式实时操作系统的特点。RT-Thread拥有硬实时核心,具有稳定、实时与可剪裁的性能,是一种"小而美"的物联网操作系统,适合物联网网关使用。分析了RTThread在物联网网关的STM32微控制器中运行的流程,编写了程序,利用Proteus软件实现了多线程任务实时运行仿真,并在物联网网关的STM32微控制器中稳定运行。

摘要： cqvip:为了解决物联网网关程序的多任务协调与实时工作,研究了定时器中断,μC/OS、FreeRTOS、RTX和RTThread嵌入式实时操作系统的特点。RT-Thread拥有硬实时核心,具有稳定、实时与可剪裁的性能,是一种"小而美"的物联网操作系统,适合物联网网关使用。分析了RTThread在物联网网关的STM32微控制器中运行的流程,编写了程序,利用Proteus软件实现了多线程任务实时运行仿真,并在物联网网关的STM32微控制器中稳定运行。

摘要： 为了满足舰船推进监控报警系统扁平化、网络化的发展要求,基于Modbus/TCP工业以太网协议,设计了一种多通道高精度热电偶温度测量模块.模块硬件采用核心板+底板结构的标准化、模块化设计方案,核心板在STM32基础上集成了DM9000以太网通信电路和Flash存储电路,底板通过AD7793实现了高精度多通道热电偶测量电路.模块软件采用μC/OS-Ⅱ嵌入式实时系统进行多线程设计,网络核心通信线程通过裁剪LwIP+ FreeModbus协议栈进行开发,冷端温度补偿算法和热电偶非线性校正算法都采用高精度最小二乘分段拟合实现.系统测试结果表明模块运行稳定且上位机网络通信稳定可靠,各通道温度测量精度高,具有较高的应用和推广价值.

摘要： 目前嵌入式操作系统在信息化进程中扮演着越来越重要的角色,被广泛应用于各行各业.对于嵌入式实时操作系统,多任务间数据通信是影响系统功能和性能的关键因素之一.当前多数的实时系统内核中所提供的任务间通信机制在一对多、多对一的任务间通信中效率不高,实时性不强.为此,本文提出了一种基于SylixOS的多任务间数据通信的方法,这种方法的特点是将传统的信号量机制配合消息环形队列的使用可以大大提高任务间通信的效率,实时性强.为复杂多核嵌入式系统多任务间数据通信工程实现提供了重要参考.

摘要： 2021年11月15日,由国电南自、华电甘肃公司、华电电科院与中国电子飞腾公司联合研制的"华电睿风"自主可控3 MW级陆上风电主控系统在甘肃玉门黑崖子风电场成功投运。此次投运是央企联合创新的重大成果。通过联合攻关,"华电睿风"突破了风电特殊应用工况、CPU占有率等技术难点,产品性能指标、环境适应性、抗电磁干扰能力均达到国内领先水平,且具有100%自主知识产权,实现了从核心CPU、操作系统、编译环境到控制策略的全范围软、硬件自主可控,成功突破了国外多项技术垄断,研制出了具有完全自主知识产权、搭载FT-2000处理器及国产嵌入式实时操作系统的"华电睿风"3 MW级陆上风电自主可控风电主控系统。

摘要： 公路隧道在公路系统中一直占有不小的比例,而隧道照明是隧道工程不可分割的一部分.隧道由于其结构的特殊性,隧道照明与传统的道路照明相比有其特殊的地方.隧道内自然光照条件差,全天补光照明能耗高,隧道的入口段和出口段出现"黑洞""白洞"现象,亮度需求不一致.为解决这些问题,设计开发了隧道回路调光控制器,根据使用环境的变化实时调整隧道灯亮度,节省了能耗,达到了节能减排、减少隧道运营费用的目的.

摘要： 本文根据小型无人机飞行控制过程的特点,利用嵌入式实时操作系统μC/OS-Ⅱ和ARM公司最新的Cortex-M3微控制器,开发了一种采用多任务程序设计方法的小型无人机飞控系统任务软件.

摘要： 内存管理是操作系统组成中很重要的一部分,不同的操作系统采用不同的内存管理机制,但总体来说可分为静态内存管理和动态内存管理两大类,本文对目前航空、航天上普遍采用的VxWorks嵌入式实时操作系统所采用的内存管理机制进行了详细的分析,并讨论了其动态内存分配、释放的算法.指出不同的操作系统采用了不同的内存管理机制，并根据自身应用场合的不同进行了相应的优化，但大部分都可被归结为静态内存管理或动态内存管理两种，如uCOs/Ⅱ采用静态内存管理机制，即所有任务所需内存在编译时即已完成其任务控制块和堆栈空间的分配、定位，因此在操作系统运行的过程中不能动态的创建、删除任务，而VxWorks采用了动态内存管理机制，使得其可以动态的进行任务的创建、删除，提供了更好的灵活性。

摘要： 当前的工程应用中,通过移植操作系统可提升微处理器的性能,然而操作系统的移植存在较为复杂的模块对接问题.针对μC/OS-Ⅱ实时操作系统移植过程中的三个关键问题:中断模块的移植、时钟系统模块的移植和内核的裁剪,提出了具体解决方案.实验结果表明提出的操作系统的内核移植裁剪方案具有低成本、易实现的特点.

摘要： 龙芯3A处理器是一款国产四核心处理器(Central Processing Unit,CPU),龙芯3B1500处理器是一款八核处理器,VxWorks操作系统是美国WindRive r公司设计开发的一种嵌入式实时操作系统(Real Time Operation System,RTOS),本文设计了一种基于龙芯3A和3B1500处理器的VxWorks集群系统,由计算节点、管理节点、存储节点、计算网络和管理网络等组成,分析了集群系统中并行计算优化、节点间通信策略、系统监控和管理等技术.

摘要： 龙芯3A+2H是一套基于国内自主知识产权处理器+配套桥片的通用计算平台,VxWorks操作系统是WindRiver公司设计开发的一种嵌入式实时操作系统,本文基于龙芯3A+2H硬件平台,设计实现了VxWorks操作系统的网络驱动,测试结果表明该驱动程序工作正常,能够满足网络的功能和性能需求.

摘要： 针对星载计算机对多核处理器的需求,设计一种嵌入式操作系统并行调度机制;介绍集成四核LEON3处理器的片上系统;提出并行调度机制设计所要关注的关键问题;在充分比较分析的基础上提出一种基于优先级的抢占式并行调度算法,并将FFT(快速傅里叶变换)算法并行化验证.

摘要： FreeRTOS是一个轻量级的嵌入式实时操作系统,具有免费、开源和微内核的特点,智能插座是构成家庭智能用电系统的基本器件.结合家庭智能用电系统设计,设计和实现了基于FreeRTOS和ARM微处理器的多功能智能插座.该插座实现了国家电网公司智能插座技术规范:《智能插座技术规范Q/GDW/Z 646-2011》,并遵循国家电网公司《居民智能家庭网关技术规范Q/GDW/Z648-2011》中规定的协议与智能插座进行通信;利用Zigbee技术进行家用电器的自动组网和无线数据收发;采用FreeRTOS进行多任务调度管理.给出了智能插座的硬件设计方案和软件框架.经过智能用电系统安装和实验,证明智能插座具有可靠性高、实用性强的特点,可满足家庭智能用电的多方面需要.

摘要： 无线采集器是一种无线抄表设备,它具有安装和调试方便、操作简单、可以快速完成电能数据采集的特性.K60是Freescale公司开发的一款基于ARMCortex-M4的微控制器,它具有丰富的硬件资源和软件资源,本文详细叙述了基于K60和嵌入式实时操作系统MQX进行无线采集器的设计,包括了总体实现方案,软件总体设计,参数和数据管理实现.

摘要： 介绍了VxWorks6.9在国产ARM双核SOC芯片LSOCAM0201上的BSP设计与实现情况.重点阐述了VxWorks BSP软件功能和结构,及BSP的通用设计方法和开发过程,以SOC集成的UART设备为例,说明了在VxWorks6.9中基于VxBus架构的设备驱动程序设计方法.

摘要： 介绍了VxWorks6.9在国产ARM双核SOC芯片LSOCAM0201上的BSP设计与实现情况.重点阐述了VxWorks BSP软件功能和结构,及BSP的通用设计方法和开发过程,以SOC集成的UART设备为例,说明了在VxWorks6.9中基于VxBus架构的设备驱动程序设计方法.

摘要： 一种场景式无核嵌入式实时操作系统的实现方法，涉及单片机实时操作系统的设计和技术实现。本发明按照人机交互界面或控制进程为主线，把应用系统分解成一串既相对独立又有关联的场景。场景分为主场景和次级场景，所有场景用多级树形结构组织起来，系统在某个时段运行在某个场景内。系统又把任务分为抢先式任务和普通任务，普通任务又分为全局任务和局部任务。抢先式任务放在中断程序中处理，全局任务放在所有场景中运行，而局部任务则只运行在某个场景中。这样把系统任务分解为一个个简明的模块，使系统可以方便地使用构件化技术，从而采用无核设计。这种方法解决了操作系统挤占系统资源的问题，同时又能满足实时性要求。通过灵活配置、剪裁构件，设计出最紧凑的应用系统。场景式无核设计不仅方便程序移植，而且易学易用。

摘要： 嵌入式实时操作系统的二分查找式任务调度方法属于车用嵌入式实时操作系统领域，其特征在于：先采用状态掩码表示用户按优先级高低顺序排列的任务列表中任务的就绪状态，然后利用移位比较实现二分查找，快速定位最高优先级任务，调度器则据此进行任务调度和切换。它用简单的一级掩码表示就绪态任务的优先级分布状态，利用二分查找提高了定位最高优先级任务的效率，并在代码实现上减少访问内存次数。具有调度延时稳定，效率高，存储空间少的优点。它作为清华汽车电子开放式系统(清华OSEK)的一部分，已在MPC555硬件平台上实现。

摘要： 本发明属于软件测评技术领域，具体涉及一种应用FPGA的嵌入式实时操作系统时间性能测试系统。为准确测量嵌入式实时操作系统的时间性能指标，本发明提供了一种嵌入式操作系统时间性能测量系统，其通过FPGA触发激励信号及测量参数配置，目标机上时间性能测试程序运行，FPGA接收响应信号，FPGA计算时间间隔，时间间隔数据存储和数据据转发至上位机，上位机进行时间性能分析。本发明技术方案采用FPGA测量与目标机测试功能相结合的测试方案，将计时功能与外部激励由FPGA实现，减少测试程序中的系统调用，减小信号延迟时间，提高了嵌入式实时操作系统时间性能测试的灵活性。

摘要： 本公开实施例公开了一种基于机载嵌入式实时操作系统的服务管理系统。该系统包括：至少一个服务提供节点、至少一个服务调用节点、服务管理节点和用于通信的分布式实时通信中间件；服务调用节点向服务管理节点发起服务发现请求；服务管理节点从服务信息列表中查找服务发现请求对应的目标服务的服务标识，并将其反馈至服务调用节点；服务调用节点向服务标识对应的服务提供节点发起服务调用请求；服务提供节点基于服务调用请求执行目标服务，并将生成的服务调用响应发送至服务调用节点。实现了在机载嵌入式RTOS中引入服务管理系统，以分布式架构来部署、管理和执行RTOS中的机载服务，提高机载服务的管理效率和运行效率。

摘要： 本发明提供了一种基于嵌入式实时操作系统的机器人操作系统，其包括用于对嵌入式操作系统相关接口进行封装的操作系统兼容层模块、用于与原生ROS的节点间通讯的核心通信模块、用于为在此嵌入式节点上的应用构件提供运行支撑的应用层处理模块。本发明具有对外部中断的实时响应能力，满足机器人中控制和通讯的实时性需求，所需要的系统硬件资源少，能够使ROS软件系统直接运行在机器人资源受限的小型传感器和执行器等节点之上，具有良好的扩展性和通用性。

摘要： 本发明提供了一种嵌入式实时操作系统的线程信号操作方法与系统，涉及通信技术领域，该系统包括主控制模块和PC机，所述主控制模块的内核为MCU芯片，包括串口、USB端口，所述串口作为默认通信设备与外界通信，USB端口接PC机的USB口，所述主控制模块还包括实际线程信号等待模块、实际线程信号设置模块、系统服务调用中断模块、可挂起系统调用中断模块；能够根据任务分配规则多线程的信号处理，以减少交互带来的开销，提升处理效率，降低功耗，并且减少硬件模块叠加。

摘要： 一种场景式无核嵌入式实时操作系统的实现方法，涉及单片机实时操作系统的设计和技术实现。本发明按照人机交互界面或控制进程为主线，把应用系统分解成一串既相对独立又有关联的场景。场景分为主场景和次级场景，所有场景用多级树形结构组织起来，系统在某个时段运行在某个场景内。系统又把任务分为抢先式任务和普通任务，普通任务又分为全局任务和局部任务。抢先式任务放在中断程序中处理，全局任务放在所有场景中运行，而局部任务则只运行在某个场景中。这样把系统任务分解为一个个简明的模块，使系统可以方便地使用构件化技术，从而采用无核设计。这种方法解决了操作系统挤占系统资源的问题，同时又能满足实时性要求。通过灵活配置、剪裁构件，设计出最紧凑的应用系统。场景式无核设计不仅方便程序移植，而且易学易用。

摘要： 嵌入式实时操作系统的二分查找式任务调度方法属于车用嵌入式实时操作系统领域，其特征在于：先采用状态掩码表示用户按优先级高低顺序排列的任务列表中任务的就绪状态，然后利用移位比较实现二分查找，快速定位最高优先级任务，调度器则据此进行任务调度和切换。它用简单的一级掩码表示就绪态任务的优先级分布状态，利用二分查找提高了定位最高优先级任务的效率，并在代码实现上减少访问内存次数。具有调度延时稳定，效率高，存储空间少的优点。它作为清华汽车电子开放式系统(清华OSEK)的一部分，已在MPC555硬件平台上实现。

摘要： 本申请公开了一种核电安全级嵌入式实时操作系统故障处理方法和系统。该方法通过操作系统微内核级健康监控单元监测核电安全级嵌入式实时操作系统的CPU硬件，并判断CPU硬件是否出现异常。此外，如果CPU硬件出现异常，则获取故障信息，并依据故障派发机制将故障信息派发到对应层级的健康监控单元，使得对应层级的健康监控单元对故障进行处理。本申请实施例的一种核电安全级嵌入式实时操作系统故障处理方法，针对核电站的健康监控需求，设置故障监测、故障诊断、故障隔离和故障记录的功能，实现分层级快速、高效、精准监测与诊断操作系统的运行状态，并建立故障派发机制，实现核心问题能够快速、高效、准确处理，从而保障操作系统运行的安全性和稳定性。

摘要： 本发明适用于操作系统技术领域，涉及一种嵌入式实时操作系统死锁自动检测方法，包括：S10、当线程Thread_a获取锁Mutex_b失败时，查看锁的持有者P；S20、若锁的持有者P为线程Thread_a，则为线程多次获取同一个互斥锁死锁情况，系统进入死锁异常处理；S30、若锁的持有者P为线程Thread_b，则查看线程Thread_b是否在等待锁资源；S40、若线程Thread_b不在等待锁资源，则无死锁，若线程B在等待锁资源，则查看等待的锁Mutex_a的持有者P是否为线程Thread_a，若是，则系统进入死锁异常处理，否则无死锁。本发明可快速定位系统死锁，提高系统的安全性能和开发人员的排查效率。