基于多分区操作系统的多核确定性调度方法设计

为提高多分区操作系统环境下多核处理器的应用带来的操作系统任务调度的确定性,研究了多分环境下多核操作系统结构,从处理器核心和分区的资源分配和分区调度表的时间同步角度出发,采用了静态配置、处理器绑定和时间窗口调度方法,实现了处理器资源的确定性分配,解决了调度表之间的时间同步问题。测试结果表明,方法有效提高了分区环境下多核操作系统任务调度的确定性。     

多核操作系统自旋锁技术研究

多核操作系统通常采用自旋锁技术保证多核之间互斥.处理器核属于硬件设备,需要硬件锁机制实现核间互斥,各类处理器都提供相应的硬件指令实现自旋锁,如锁总线.处理器核在获取自旋不成功时,一直自旋,直到获取锁成功.自旋锁持有时间非常短,不引起睡眠,效率很高.     

嵌入式多核操作系统的形式化建模与验证

在安全关键系统中,核心基础软件的正确性尤其重要。任何的错误都可能导致整体系统失效,带来严重的后果,同时,安全关键软件要通过高等级国际安全认证标准,则必须使用形式化方法进行设计、建模和验证。调研嵌入式操作系统、编译器、文件系统、机载网络/总线的形式化验证案例,在此基础之上引出嵌入式多核操作系统形式化的问题;对嵌入式多核操作系统的时间确定性和功能正确性属性进行形式化建模和验证;并对全文进行总结。     

基于机载多核弱序存储模型的共享内存驱动软件设计方法研究

随着航空电子系统承载的应用日趋复杂,飞机对机载计算机的计算力和功耗比要求不断提升,这也推动了嵌入式多核处理器的加速应用和普及。多核处理器在航空电子设备的深入应用,随之而来的是运行其上的软件复杂度急剧上升,面向应用的航电系统设计面临挑战。多核处理器平台由于需要面对并行、指令乱序、资源共享冲突等问题,而目前国内大多数机载嵌入式软件和驱动仍然是基于单核处理器设计和实现的,影响最大的是在机载嵌入式实时操作系统环境下的驱动软件,因此需要充分考虑多核带来的各方面影响,尤其是需要兼顾共享内存等资源的使用冲突和实时高效要求。本文结合机载航电多核处理平台的特点,提出了一种基于机载多核弱序存储模型的共享内存驱动软件设计方法,并基于该方法设计了FC总线驱动和MBI总线驱动,项目应用结果表明,设计的驱动程序在多核处理器平台上数据传输正确,验证了方法的正确性和有效性。     

基于CPCIe高速总线的机载多核计算处理平台

由于中小型飞机航空电子系统对计算处理平台体积、功耗和重量方面的严格限制,有必要对计算处理平台进行高性能、小型化、低功耗的针对性设计。研究了一种基于CPCIe(CompactPCI Express)高速总线和多核处理器的机载计算处理平台架构,攻克了多核处理和CPCIe高速信号完整性在航空电子系统中的适应性问题,设计并实现了一款基于CPCIe高速总线的分布式机载多核计算处理平台,对CPCIe总线信号完整性进行了仿真和测试,最后在航空电子系统中对计算处理平台进行实施验证。相比于传统的联合式架构和综合模块化架构,计算处理平台的性能功耗比分别提升约7倍、5倍,性能体积比分别提升约24倍、2倍,性能重量比分别提升约15倍、1.7倍,可以满足中小型飞机航空电子系统对计算处理平台小型化、低功耗和高性能的需求,具有较好的工程应用参考价值,在航空领域具有广泛的应用前景。     

基于多核DSP的多波形管理设计

在使用多核处理器进行航空电子系统综合化设计时,各波形供应商通常因为各种限制,难以进行波形功能深度综合,因此目前的综合化仅仅是处理资源集中放置,并未很好地发挥多核处理器的效能。本文基于TI公司多核DSP,设计了一种多波形管理框架,可以将多个无线电波形集中在一个多核DSP中灵活部署、运行并管理,充分发挥多核处理器运算能力,提高系统资源利用率。     

基于多核处理器P2020的综合数据处理模块设计及应用

机载综合数据传输装置是现代航空电子系统的重要组成部分.它能够实现计划数据加载、总线数据记录、音视频压缩数据记录、分系统软件加载等功能.而综合数据传输装置中的综合数据处理模块则是设备的核心部分.Freescale PowerPC 系列产品是一种广泛应用于工业、通信、军事领域的处理器.本文研究了Freescale PowerPC新多核处理器P2020的特点,主要介绍了基于此处理器平台的综合数据处理模块设计,研究其在实际中的应用.     

基于多核处理器P2020的综合数据处理模块设计及应用

机载综合数据传输装置是现代航空电子系统的重要组成部分.它能够实现计划数据加载、总线数据记录、音视频压缩数据记录、分系统软件加载等功能.而综合数据传输装置中的综合数据处理模块则是设备的核心部分.Freescale PowerPC系列产品是一种广泛应用于工业、通信、军事领域的处理器.本文研究了FreescalePowerPC新多核处理器P2020的特点,主要介绍了基于此处理器平台的综合数据处理模块设计,研究其在实际中的应用.     

航空电子系统中应用多核处理器的挑战分析

作为嵌入式计算的一种,航空电子系统中的处理器具有强实时性、高确定性、高安全性的特征。因此,同其他嵌入式系统相比,在航空电子系统中应用多核处理器面临更多的挑战。针对多核处理器基本的软硬件架构,对挑战产生的原因进行了简要的分析,指出了在航空电子系统中应用多核处理器需要解决的问题。     

一种多核分区操作系统的绑定组调度方法

伴随机载计算平台对算力提升的显著需求,综合化模块化航空电子系统(IMA)采用多核处理器和相应的多核分区操作系统成为必然趋势,从而对目前仅适用于单核处理模式的多分区调度算法产生了进一步的能力扩展需求。面向多核处理的多分区调度算法需要在发挥多核处理效能的同时,继续维持机载安全关键系统的实时性和确定性特征。为此,提出一种基于...     

基于社会学习理论的信息系统批量作业研究

借助社会学习理论,在信息系统批量作业中进行实践,并根据实际所需,优化管理策略,初步总结出塑造员工理想行为的有效方法,对试飞工程科研、保障和管理等方面人员的基础培训工作有一定参考和借鉴作用,对今后的人才培养和行为塑造的深入探索有着重要意义。     

基于分区操作系统的实时监控工具的研究与实现

当前基于ARINC653的综合化航空电子系统的应用日益广泛,基于分区操作系统应用开发的方便性和灵活性已经成为航空电子系统需要解决的重要问题。详细阐述了基于分区操作系统的目标机监视的原理,并给出了一种可行的目标机运行监视工具AcoreScope的设计和实现方案。应用表明工具极大地改善和提高了航空电子系统的应用开发能力,为通信故障诊断和分析提供了依据。     

基于龙芯处理器的系统移植方法和应用可行性研究

提出了基于龙芯计算模块的嵌入式操作系统移植和实现方法,实现了龙芯计算模块的操作系统加载、启动和驱动开发,并介绍了龙芯处理器的性能测试方法和测试结果,为龙芯国产处理器在航空电子领域的部署和应用可行性提供了一定的依据.     

物联网操作系统技术研究

物联网操作系统是物联网信息技术的重要组成部位,其特点是规模小,占用资源非常少,且功耗极低.其主要适用于内存空间极小、功耗极低且效率较高的资源受限应用场景.如以往的非智能手机,存储空间小,需要待机时间长,对通话要求快速响应.物联网操作系统还应用于传感器采集数据.随着物联网技术发展,各种需要联网的物件中嵌入微型计算机设备.物联网操作系统运行于微型计算机设备上,负责管理硬件软件并接入到互联网中.在航空领域,飞机上部署了数量众多的微型计算机设备,它们大都是体积小、存储空间小、功耗低.这些微型计算机设备上运行着数据采集任务、数据传输任务及设备控制任务.物联网操作系统能够解决微型计算机设备上硬件软件管理问题,并且能够做到资源占用少、功耗低.通过分析物联网操作系统Contiki研究物联网操作系统相关技术.     

基于多核并行计算的超燃冲压发动机一维模型实时性研究

在发动机控制系统设计中,为了缩短设计周期、降低研发成本,需要建立面向控制的、较为精确的、实时性高的超燃冲压发动机性能计算模型,以保证模型精度、提高计算速度为研究目标,基于多核高性能计算仿真平台,开展了面向控制的超燃冲压发动机一维模型实时性优化工作。运用简化计算流程、改进C语言程序、开拓缓存区等方法有效提高了一维模型计算速度。创新性地尝试了计算流体力学并行化方法,对隔离段和燃烧室一维模型进行结构分解。计算网格平衡分配至多个中央处理器,并借助核间数据通讯实现多核并行计算。与串行模型计算结果对比,七核并行计算模型性能参数偏差不超过0.1%,全工况仿真时间小于30ms,计算耗时较优化前缩短了75%以上。实时性优化后的多核并行模型计算精度高、速度快、收敛性好,可以作为超燃冲压发动机控制系统设计和半实物仿真验证平台。