基于μC/OS-II,設(shè)計并實現(xiàn)了一個高可靠的分區(qū)嵌入式操作系統(tǒng)內(nèi)核。為了保證高關(guān)鍵級別分區(qū)的執(zhí)行時間,提高系統(tǒng)可靠性,提出了一種新的周期執(zhí)行時間可變的分區(qū)調(diào)度算法,其能在保障高安全關(guān)鍵級別分區(qū)優(yōu)先執(zhí)行的同時提供較高的資源利用率和任務(wù)可調(diào)度性。采用了一種基于位運(yùn)算的訪問控制算法,其可保證系統(tǒng)的信息安全,提高系統(tǒng)的可靠性。最后,通過算法分析和實驗結(jié)果驗證了所提算法的有效性和實時性以及系統(tǒng)的可靠性。 

【文章來源】：計算機(jī)科學(xué). 2016,43(S2)北大核心CSCD

【文章頁數(shù)】：6 頁

【部分圖文】：

圖１系統(tǒng)整體設(shè)計μＣ／ＯＳ－ＩＩ原有的任務(wù)模型并不能滿足ＡＲＩＮＣ６５３對任

表３分區(qū)１的任務(wù)示例任務(wù)周期（ｍｓ）執(zhí)行時間（ｍｓ）１２０２２８０４３８０４４８０４５８０４表４分區(qū)２的任務(wù)示例任務(wù)周期（ｍｓ）執(zhí)行時間（ｍｓ）１４０４２４０８３８０８圖４分區(qū)調(diào)度示意圖（２）簡單的防止關(guān)鍵級別反轉(zhuǎn)的算法：為了防止關(guān)鍵級別的反轉(zhuǎn)，需要使高優(yōu)先級分區(qū)中的任務(wù)比低優(yōu)先級分區(qū)中的任務(wù)更早運(yùn)行，這可以通過給高優(yōu)先級分區(qū)預(yù)留足夠的運(yùn)行時間來實現(xiàn)。其算法如式（３）和式（４）所示。λｊ＝ｕ×ｐｊｍｉｎ（３）θｊ＝λｊ－Ｉｕ（４）其中，Ｉｕ表示第ｕ（１≤ｕ≤Ｒｊ）個周期的剩余空閑時間。ｕ是使得Ｉｕ＞０或者Ｉｕ＋１＝０的最小值，而當(dāng)ＩＲｊ＝０時ｕ＝Ｒｊ。Ｉｕ的計算公式如式（５）所示。Ｉｕ＝ｐｊｍｉｎ－∑ｎｉ＝１（ｅｊｉ×ｆｉ）－Ｌｕ（５）ｆｉ代表任務(wù)Ｔｊｉ會或不會在當(dāng)前周期內(nèi)運(yùn)行，其在運(yùn)算時假設(shè)所有的任務(wù)都是在其周期一開始的時候就想要運(yùn)行。ｆｉ的計算如下：ｆｉ＝１，ｐｊｉ＝ｐｊｍｉｎ１，ｒｍｏｄ（ｐｊｉｐｊｍｉｎ）＝１０，烅烄烆上述條件不成立（６）式（５）中的Ｌｕ則表示前一周其沒有運(yùn)行完的任務(wù)負(fù)載。之所以會有多余的任務(wù)負(fù)載并不是由于任務(wù)超過了死限時間，而是由計算ｆｉ時假設(shè)條件引起的。Ｌｕ的計算如下：Ｌｕ＝０，ｕ＝１－Ｉｕ－１，Ｉｕ－１＜００，Ｉｕ－１≥烅烄烆０（７）表３和表４中的分區(qū)由式（３）、式（４）可以

可滿足大多數(shù)實時嵌入式系統(tǒng)的要求。在任務(wù)運(yùn)行的過程中，如果任務(wù)運(yùn)行超過死限時間，則系統(tǒng)的健康監(jiān)控模塊就會調(diào)用相應(yīng)的錯誤處理程序，不同的錯誤和其處理程序之間的映射關(guān)系都體現(xiàn)在系統(tǒng)級、模塊級和分區(qū)級的３張健康監(jiān)控映射表中，在系統(tǒng)測試過程中注入的不同級別的多個錯誤均得到了正確的處理。表１０時間參數(shù)參數(shù)名稱時間（μｓ）分區(qū)切換時間１２．４任務(wù)切換時間３．２中斷響應(yīng)時間０．７為了驗證訪問控制算法的性能，測試了２０個不同ＡＰＩ在加入訪問控制前后的運(yùn)行時間，如圖７所示。加入訪問控制之后，平均運(yùn)行時間增加了０．１２μｓ，各ＡＰＩ增加時間的方差為１．８４×１０－６。因此可以看出，與文獻(xiàn)［８，９］的算法相比，本文提出的算法的執(zhí)行時間更穩(wěn)定，效率更高。圖７訪問控制時間對比（下轉(zhuǎn)第５５０頁）·５４６·

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]基于可變標(biāo)簽的訪問控制策略設(shè)計與實現(xiàn)[J]. 李大明,曹萬華,張煥.  計算機(jī)科學(xué). 2012(12)
[2]μC/OS-Ⅱ?qū)崟r內(nèi)核[J]. Jean J.Labrosse,江文瑞.  電子產(chǎn)品世界. 2007(04)
[3]基于任務(wù)的訪問控制模型[J]. 鄧集波,洪帆.  軟件學(xué)報. 2003(01)

碩士論文
[1]uC/OS-Ⅱ的安全訪問控制關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 崔可明.哈爾濱工程大學(xué) 2006



本文編號：3136985