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嵌入式系统自二十世纪七十年代出现之后,随着其应用领域的不断扩展,已经逐渐成为计算机应用领域的主角。作为一个整机系统,对嵌入式系统的开发涉及到应用领域的各个方面。该系统不仅硬件上要求有高效、可靠的嵌入式微处理器,而且软件上要求有嵌入式实时操作系统的支持。在多任务操作系统的支持下,如何设计出运行稳定、高效的应用软件同样关系到整个系统的质量。
本文首先阐述了实时操作系统在ARM处理器上的移植过程,并针对ARM处理器不同于一般Intel处理器的特点,对移植后的操作系统进行了改进,改进后的操作系统不仅在运行效率上得到了提升,而且缩减了代码空间,节省了系统资源。
另外,为满足嵌入式系统响应事件的苛刻要求,对实时操作系统的多任务调度可能导致的优先级反转及死锁问题提出了解决方案。本文首先分析了以往解决优先级反转及死锁问题的各个方案,在综合比较了它们的优缺点之后,结合嵌入式领域的特殊要求,提出了一个改进的解决方案。在保持高任务调度率和高系统资源利用率的前提下,该方案对任务的优先级反转问题予以解决,与此同时,对由于任务争抢资源而导致的死锁也提供了检测机制。
基于改进的实时操作系统基础之上,本文又阐述了一个面向网络应用的工业平台,并详细描述了该平台的硬件规划和软件设计。最后针对该工业平台提出了一个测试方案,并根据此方案得到的测试结果分析了该平台的执行效率及可靠性。