嵌入式多核操作系统确定性研究

为解决嵌入式多核操作系统确定性问题,详细阐述了计算确定性,重点分析了多核结构引入的不确定性问题。通过研究嵌入式多核操作系统的结构,从共享存储的确定性访问、确定性任务调度、确定性通信等方面提出了解决多核结构带来的不确定性问题的方法。     

支持多核的嵌入式操作系统关键技术研究

以分析当前支持多核的操作系统需实现的关键技术为基础,从多核操作系统的引导和初始化、多核操作系统任务管理、多核中断、核间通信以及核间同步与互斥等方面具体分析、研究支持多核的嵌入式操作系统的实现机制,提出了一种多核领域操作系统关键技术的解决思路.     

支持对称多处理器结构的操作系统设计

在提高系统性能方面,SMP结构计算机已经成为现代计算机技术发展的潮流和趋势,因此急需构建能协调多处理器并发活动并维护系统一致性的SMP操作系统来替代原有的单处理器操作系统.从SMP操作系统所需要达到的目标出发,对设计满足SMP结构操作系统中的各方面问题进行了讨论,主要对操作系统结构,多处理器的引导和操作系统初始化,多进程的并行调度、多处理器中断的管理,以及程序和数据的可重入性等方面进行了详细的讨论.     

分区内进程管理的设计与实现

为了满足新一代航空电子系统高度综合化、模块化的要求,在高安全实时操作系统中引入了分区(Partition)的概念。分区是运行于一个处理机模块上的一个或多个应用程序(或子系统),这些应用程序在时间和空间上彼此隔离,互不影响。分区由一个或多个进程组成,每个进程隶属于特定的分区,各进程之间按照一定的调度策略并发执行。依据微内核的体系结构,本文着重讨论了分区内进程管理方法,涉及进程优先级调度实现、虚中断响应、进程截止期处理和周期进程管理。     

一种面向嵌入式NVMe存储设备的对齐优化设计

嵌入式领域的软件存储栈较为精简,嵌入式文件系统等上层软件在使用NVMe驱动时没有专门的块设备管理层处理缓冲区不对齐,导致发生操作失败、数据内容不一致等问题。文章提出了一种对齐优化设计,当用户读、写缓冲区不满足对齐要求时,动态维护对齐链式缓冲池,以完成针对NVMe控制器的数据中转,同时按照通道数目建立了多链表对齐缓冲池,并使用计数信号量保证NVMe驱动的并发性能。通过这种优化设计能够以较小的性能损耗,解决嵌入式NVMe驱动因对齐导致的不可用问题。     

文件系统可靠管理方法研究

针对系统突发掉电情况下文件系统的可靠性问题,研究一种文件系统可靠管理方法,采用元数据事务管理技术,在数据更新时采用写时拷贝技术实现异地更新,采用PING-PONG日志管理技术,对文件系统的空间和节点分配情况采用两级日志进行维护,系统维护两份事务点日志记录;通过逻辑卷管理关键数据的冗余存储,防止掉电时超级块数据被破坏引起系统无法正常启动。测试表明方法能够解决突发掉电情况下文件系统状态的一致性问题,实现文件系统的可靠管理。     

一种基于实时性考虑的对称多处理机任务调度策略的设计

针对机载设备强实时性的特点,设计了一种对称多处理机任务调度策略.重点需要解决的问题是:就绪队列的设计和任务的分配.同时考虑多机带来的任务绑定,cache有效利用等问题.为了实现良好的系统性能,采取多种技巧提高系统的实时性,利用线程代替进程提高程序的并行度,运用代码的可重入性实现内核数据的完整性.