隨著嵌入式系統(tǒng)的普遍應(yīng)用,如何提高其可靠性已經(jīng)成為一個重要研究領(lǐng)域。本文從嵌入式系統(tǒng)內(nèi)存空間域保護的角度出發(fā),借鑒了ARINC653中的時空域隔離思想,設(shè)計出了一種具有高可靠性、硬實時性的嵌入式實時操作系統(tǒng)模型,并從以下幾個方面對內(nèi)存空間隔離域技術(shù)進行了研究與改進。本文首先剖析了典型的具有時空隔離機制的嵌入式實時操作系統(tǒng)的設(shè)計思想�？偨Y(jié)出了現(xiàn)有嵌入式系統(tǒng)中常見的內(nèi)存保護機制和實現(xiàn)方法,并指出了不足之處。其次,在具有MMU的微控制器上改進了基于二級調(diào)度模型的實時操作系統(tǒng)內(nèi)核結(jié)構(gòu),加入具有實時性的空間域隔離功能模塊,防止越界訪問,實現(xiàn)任務(wù)間的保護功能,并對實現(xiàn)過程中遇到的問題給出了合理的解決方案。最后,實現(xiàn)了基于進程隔離域二級調(diào)度模型的實時操作系統(tǒng)內(nèi)核。此內(nèi)核在μC/OS-Ⅱ上進行改進,加入了空間域隔離、動態(tài)內(nèi)存分配、隔離域間通信和硬件I/0空間保護功能。通過實驗例子證明了此模型的可靠性和實時性。 

【文章來源】：哈爾濱工程大學(xué)黑龍江省 211工程院校

【文章頁數(shù)】：63 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

MMU功能原理示意圖

第2章內(nèi)存空間域隔離技術(shù)分析則MMU硬件從內(nèi)存中的頁表中獲取物理地址高位來與址，同時這些信息還被加入到TLB中，便于下次查找制的存儲器訪問授權(quán)頁表項都可以設(shè)定對某內(nèi)存區(qū)域的訪問權(quán)限(例如:不限)。當(dāng)訪問不可訪問權(quán)限的存儲器時，會有一個存儲器以捕獲這個異常來判斷是否有非法的存儲器訪問。本系統(tǒng)來實現(xiàn)空間域保護的。

則建議使用分段法或者段頁法。已有基于MMU的內(nèi)存隔離系統(tǒng)簡介現(xiàn)有的商業(yè)嵌入式系統(tǒng)中，采用基于MMU的空間域隔離技術(shù)的比較少。這類被應(yīng)用到SCOS(安全關(guān)鍵操作系統(tǒng))中，由于設(shè)計以及驗證中的種種困難，的并不多，大多數(shù)都只停留在研究階段。本小節(jié)主要針對隔離技術(shù)介紹幾個國的隔離系統(tǒng)。常見的有WindRive:公司的Vxwbrks653、GHS的INTEGRITY‘17m的uC/OS一MMU系統(tǒng)、國內(nèi)的有Delta05。)vxworks653操作系統(tǒng)xworks653操作系統(tǒng)是WindRive:公司開發(fā)的面向航空電子行業(yè)應(yīng)用的安全關(guān)統(tǒng)，其系統(tǒng)設(shè)計符合ARINC653規(guī)范。如圖2.3所示。能夠?qū)崿F(xiàn)時間域和空間12，]。APPI


本文編號：3441919