《基于L4的FIFO通讯机制的研究和实现》由会员分享，可在线阅读，更多相关《基于L4的FIFO通讯机制的研究和实现（60页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、兰州大学硕士学位论文摘要目前，嵌入式电子设备已经广泛应用于人们生活的各个领域，除了要求实现必须的功能外，某些特殊的领域还对嵌入式系统提出了更高的要求：在保证嵌入式整体性能的前提下，嵌入式系统还要具有一定的实时性、可靠性和安全性，而且嵌入式系统的应用软件还具有了通用化的趋势，这也对嵌入式的实现提出了新的要求。以一体化内核为基础的传统嵌入式系统已经很难满足嵌入式系统的发展需求。本文研究的L 4 微内核由于从根本上解决了I P C 的通讯问题，使得整个微内核性能有了质的提高，达到了实时要求，而且其本身的架构特点很好的保证了系统的可靠性。德累斯顿大学的D R O P S 项目是典型的实时系统和虚拟化技
2、术结合的产物，它以具有实时特性的L 4 F i a s c o 微内核为核心子项目，使用L 4 E n v 提供的服务来实现微内核之上的实例运行，实现了操作系统的虚拟化，同时它还允许实时进程实例和非实时进程实例同时运行，典型的非实时实例是L A L i n u x ，它是由标准L i n u x 内核经过简单修改而运行在U 佃i a s c o 之上的虚拟机。这样只要操作系统可以运行到微内核上，应用就不必因硬件平台改变而做出修改，这种虚拟化实现很好的满足了嵌入式系统应用通用化的趋势。因此研究D R O P S 项目中实例的通信能使该系统本身功能得到进一步完善，以更好的应用到嵌入式领域，同时也能
3、使我们更好了解实时系统和虚拟化技术在在嵌入式系统应用。目前，D R O P S 还没有可行的接口调用以实现实例之间的通信。为了实现D R O P S 中实例之间的通信，作者给出了一个基于F I F O 的D R O P S 通信模型，模型中实例之间通过F I F O 传递数据，实现实例之间的通讯。作者说明了几种可以实现F I F O 的常见机制，并在实验中采用锁无关机制对模型中的F I F O 做了简单实现，并用实例对实现的F I F O 作了测试，测试证明：F I F O 服务可以实现D R O P S中实例之间的数据交换，达到了通信的目的。锁无关机制很好的解决了死锁和优先级倒置的问题。关键
4、字：实时，虚拟化，I A ，D R O P S ，F I F O ，锁无关兰州大学硕士学位论文A B S T R A C TA tp r e s e n t ，t h ee m b e d d e de l e c t r o n i cd e v i c ei sw i d e l yu s e di na l la r e a so fo u rl i v e s ，a n db e c a u s eo fi n c r e a s e dd e m a n df u n c t i o n ，m a k e sg r e a t e rd e m a n d so ne m b e d
5、 d e ds y s t e m s ，e m b e d d e ds y s t e m sr e q u i r e dn o to n l ys u b s t a n t i a lp e r f o r m a n c e ，i th a sa l s or e q u e s t e dg o o dr e a l t i m ea n dr e l i a b i l i t y ，a p p l i c a t i o no ft h eg e n e r a lt r e n do ft h es y s t e mi sm a d ef o re m b e d d e
6、 ds y s t e m sf u r t h e rd e m a n d s T ot h ei n t e g r a t i o no ft r a d i t i o n a lc o r e b a s e de m b e d d e ds y s t e mh a sb e e nd i f f i c u l tt Om e e tt h ed e v e l o p m e n tn e e d so fe m b e d d e ds y s t e m s I nt h i sp a p e r , t h eI Am i c r o k e r n e la st
7、h eI P Cf r o mt h er o o tt Os o l v et h ec o m m u n i c a t i o np r o b l e m ，m a k i n gt h ew h o l em i c r o - k e r n e lp e r f o r m a n c ei m p r o v e m e n t st h a tr e a c ht h er e a lt i m er e q u i r e m e n t s ，a n dt h ef e a t u r eo fL 4a r c h i t e c t u r eg u a r a n
8、t e er e l i a b i l i t yo ft h es y s t e mv e r yw e l l D r e s d e nR e a l - T i m eO p e r a t i n gS y s t e m sP r o j e c ti st y p i c a lo fr e a l t i m es y s t e ma n dt h ep r o d u c tv i r t u a l i z a t i o nt e c h n o l o g i e s ，i ti st oh a v er e a l t i m ec h a r a c t e
9、r i s t i c so fL 4 F i a s c om i c r o - k e r n e la st h ec o r es u b p r o j e c t s ，u s i n gI A E n vp r o v i d es e r v i c e st oa c h i e v ea b o v ee x a m p l e so fm i c r o - k e r n e lr u n n i n g ，a c h i e v i n gao p e r a t i n gs y s t e mv i r t u a l i z a t i o n ，w h i
10、l ei ta l s oa l l o w sr e a l - t i m ep r o c e s si n s t a n c e sa n di n s t a n c e so fn o n r e a l t i m ep r o c e s s e sr u n n i n gs i m u l t a n e o u s l y ，at y p i c a ln o n - r e a l t i m ee x a m p l eo fI A L i n u x ，i ti sb yt h es t a n d a r dU n u xk e r n e la f t e r
11、as i m p l em o d i f i c a t i o nt or u no nt o po ft h eI A F i a s c ov i r t u a lm a c h i n e S ol o n ga st h eo p e r a t i n gs y s t e mc a nr u nt ot h em i c r o - k e r n e l ，t h ea p p l i c a t i o nw o u l dn o th a v em a d et h ec h a n g eb e c a u s eo ft h eh a r d w a r ep l
12、a t f o r mc h a n g e s ，s u c hag o o dv i r t u a l i z a t i o ne m b e d d e ds y s t e ma p p l i c a t i o n st om e e tt h eg e n e r a lt e n d e n c y S ot h er e s e a r c hp r o j e c ti n s t a n c eD R O P Sc o m m u n i c a t i o nf u n c t i o n se n a b l et h es y s t e mi t s e l
13、fh a sb e e nf u r t h e ri m p r o v e dt ob e t t e rt h ea p p l i e dt Ot h ee m b e d d e df i e l d ，w h i l ee n a b l eU St ob e t t e ru n d e r s t a n dt h er e a l t i m es y s t e m ，a n dv i r t u a l i z a t i o no ft e c h n o l o g yi nt h ee m b e d d e ds y s t e m C u r r e n t l
14、 y ，D R O P Sn o tf e a s i b l ei n s t a n c eo ft h ei n t e r f a c ec a l l si no r d e rt oa c h i e v ec o m m u n i c a t i o nb e t w e e n D R O P Si no r d e rt oa c h i e v et h ec o m m u n i c a t i o nb e t w e e ni n s t a n c e s ，t h ea u t h o rg i v e sac o m m u n i c a t i o nm
15、 o d e lb a s e do nF I F O ，D R O P S ，b e t w e e ni n s t a n c e so ft h em o d e ld a t at h r o u g ht h eF I F Ot r a n s f e rt oa c h i e v et h ec o m m u n i c a t i o n兰州大学硕士学位论文b e t w e e ni n s t a n c e s I l l u s t r a t e ss e v e r a lo ft h ec o m m o nm e c h a n i s mc a nb ea
16、 c h i e v e dF I F O ，a n dt h ee x p e r i m e n th a sn o t h i n gt od ow i t hl o c k i n gm e c h a n i s mi nt h em o d e lt od oas i m p l eF I F Oi m p l e m e n t a t i o na n dt h ea c h i e v e m e n to ft h eF I F Ow i t hi n s t a n c em a d et e s t st op r o v e ：F I F Os e r v i c ec a nb er e a l i z e di nt h ei n s t a n c eo ft h eD R O P Sd a t ae x c h a n g eb e t w e e na c h i e v et h ep u r p o s eo fc o m m u n i c a t i o n L 0 c km e c h a n i
