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随着汽车电子嵌入式技术的迅速发展和广泛应用,汽车电子对嵌入式操作系统的需求也越来越紧迫。在我国,汽车电子嵌入式操作系统开发起步较晚,且技术难度较大,已经成为制约我国汽车电子发展的瓶颈。近年来,为了满足汽车电控技术领域对嵌入式实时操作系统的需求,我校汽车电子与嵌入式系统研究所在国家项目的支持下,研究开发出了基于OSEK/VDX标准的汽车电子嵌入式操作系统AutoOSEK,并将其应用于汽车电子控制嵌入式软件开发。但是,最初的AutoOSEK操作系统内核处理机制、代码实现等不够完善,使得系统实时性、可靠性较差,操作系统内核较大。本论文依据OSEK/VDX标准,对操作系统AutoOSEK在内核处理机制、程序代码设计等方面,进行了进一步的改进和优化,设计出更加安全、可靠、高效的嵌入式实时操作系统。本论文的主要内容包括:
1.论文首先介绍了嵌入式实时操作系统的基础理论和基本特点,并通过对当今几款主流嵌入式实时操作系统的分析研究,介绍其基本的内核实现机制和关键技术点。
2.通过对OSEK/VDX标准和原版AutoOSEK内核管理机制的分析与研究,对AutoOSEK操作系统内核管理机制进行优化与设计,如处理级设计、一致类设计、任务管理机制设计、任务同步机制设计、系统定时机制设计等。
3.在AutoOSEK操作系统采用的任务管理和调度机制,以及为其服务的任务同步机制和报警机制基础上,设计并完善内核管理机制,如任务管理机制、死锁管理机制、优先级反转的预防机制等,完善了操作系统功能,提高了内核性能。
4.通过分析AutoOSEK操作系统内核,对基于AutoOSEK操作系统的嵌入式软件开发方法进行研究,成功实现了其在汽车制动防抱死系统(ABS)、汽车发动机仿真平台及电子节气门控制系统上的应用。
本论文中,优化了内核实现代码;提出并实现了更加可靠的补偿任务调度算法;实现了资源的天花板管理方法;采用了更合理的任务堆栈方法。提高了AutoOSEK操作系统的可靠性、实时性、小内核等性能。