嵌入式微内核实时操作系统分析与测试
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2020-08-31
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嵌入式微内核实时操作系统分析与测试嵌入式微内核实时操作系统分析与测试
绍嵌入式微内核实时操作系统的体系结构;针对Wolf嵌入式操作系统，设计一套微内核嵌入式操作系统测试实现
方案。在Wolf操作系统支持下，已产业化的阅读不耗电电子书(eBook)验证了Wolf操作系统的可靠性。
1嵌入式实时操作系统概述嵌入式实时操作系统(ERTOS)是操作系统研究的一个重要分支，它与一般商用多任务OS，如
UNIX，Windows等，最大的不同之处在于：商用多任务OS的目的是追求系统资源最大利用率和公平对待所有的系统请求;而
ERTPS追求的是实时性、可确定性、可靠性。 自20世纪90年代以来，ERTOS发展迅速。国外著名商用EPTOS有：Wind
River公司的VxWorks、IS(Integrated Systems)公司(2000年已被Wind River公司合并)的pSOS、AC(Accelerated Technology)
公司的Nucleus等等。国外ERTOS很多，大多是针对不同应用的专用ERTOS或通用ERTOS。
与传统的嵌入式系统软件开发模式相比，虽然ERTOS会要求一些额外的开销，但可以由现代微控制器的高速度、大存储器以
及产品提前进入市场的优势来弥补。优秀的ERTOS可以对几十个系列的嵌入式处理器MPU、微控制器MCU提供API接口。在
此基础上，可以编定出各川硬件驱动程序、产品库函数，与通用性的应用程序一起作为产品销售。 2 ERTOS——Wolf分析嵌
入式实时操作系统产品Wolf(南开津科ERTOS)是一个开放式的微内核实时操作系统。其基本设计思想是： *低功耗(具有间歇
式工作机制，支持哈偶结构); *支持尖端智能输入/输出设备; *支持微型大容量存储卡(SM卡、SD卡等); *本质安全，支持信息版
权及安全保护; *为第三方提供产品级的SDK。 具有以下特点： *微内核结构; *支持多种CPU产品; *基于优先级的抢占式调度和
轮转调度相结合的多任务调度; *极小的内存开销; *高可用性、可靠性。 2.1 微内核体系结构 微内核体系结构是相对层次内核
体系结构而言的。层次操作系统体系结构如图1(a)所示，大部分或全部层次功能由内核实现，所有的接口功能只与相邻层有
关，系统和应用独立，但其每一功能层的变化都会影响整个系统，层间安全性低。微内核体系结构如图1(b)所示，其基本思想
是将原来属于传统如图1(b)所示，其基本思想是将原来属于传统操作系统内核的一些功能和服务从内核中分出，以子系统(组
件)的形式与内核或其它子系统相互作用。组件功能以服务进程的方式通过消息与微内核和其它组件相互通信来完成。微内核
的主要功能就是消息交换：确认消息、在组件间传送消息及准许对硬件操作。微内核结构的主要优点是：系统具有统一的接
口，扩展性、可靠性及支持分布式系统。 Wolf是一个具有微内核结构的嵌入式操作系统，它由一个实时多任务内核和多个组
件的集合组成。软件组件都是独立的标准构件块，可以不用变更地从一个应用程序移到另一个应用程序。Wolf体系结构如图2
所示。
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