嵌入式操作系统中单CPU的多任务调度算法的研究

论文摘要

嵌入式操作系统中多任务调度算法是一个实用性很强的研究方向。自从有操作系统的诞生就有对多任务调度算法不断的研究发展,然而对单CPU的嵌入式多任务调度算法领域没有专门的涉及。一方面是嵌入式系统的专用性特点,各个系统中的任务特性和要求都各不相同；另一方面,也是其主要原因是为了维持嵌入式系统的简单、稳定,有的时候用一些基础的、简单的算法就可以解决问题。而在本文中,作者依据一种具体的嵌入式平台——以太网交换机,在其上模拟实现一种新的多任务调度算法。该算法通过结合目前较为热门的启发式算法——蚂蚁算法,提出了在该系统中实现新算法的思想和过程。本文首先对本课题的研究背景做了介绍和分析,对操作系统的基本调度算法做了分类和总结。通过对蚂蚁算法的介绍,以及对嵌入式操作系统Vxworks中有关多任务的调度算法和任务间的通信进行详细的总结和分析,讨论了在Vxworks操作系统中的多任务调度算法的机制和实现,同时,还对以太网交换机系统做了基本的说明,分析系统的组成和实现。在基于新算法系统的设计过程中,首先对系统模型做了详细的描述,在对整个系统的进行模块划分后,对每个模块的实现和联系做了具体的分析,说明对该新算法模块的设计过程和依据,通过具体分析平台特性和蚂蚁算法的思想,制定了相应的算法实现,同时,对于在系统中用到的任务间通信机制也进行描述说明。最后,通过对系统进行测试,依据测试数据分析看实现的算法是否按照预期的要求运行。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 课题的研究背景
• 1.2 当前较常见的多任务调度算法介绍
• 1.3 本课题研究目的及意义
• 1.4 本课题主要内容及创新点
• 第二章 蚂蚁算法的介绍和分析
• 2.1 蚂蚁算法的基本思想和原理
• 2.2 蚂蚁系统模型的建立
• 2.3 蚂蚁算法的实现
• 第三章 VXWORKS中多任务的分析和实现
• 3.1 VXWORKS操作系统简介
• 3.2 VXWORKS中的多任务机制
• 3.3 VXWORKS中有关多任务调度的分析和实现
• 3.4 VXWORKS任务之间的通信机制
• 3.5 VXWORKS下的以太网交换机平台介绍
• 第四章 基于新算法系统的设计和实现
• 4.1 新算法系统得总体设计思想和目标
• 4.2 新算法系统的体系结构和分析
• 4.3 新算法系统的功能模块划分
• 4.4 新算法系统功能模块的分析与构造
• 4.5 核心算法的实现
• 4.6 新算法系统中重要的系统调用分析与应用
• 第五章 实验与测试
• 5.1 测试目的
• 5.2 测试环境
• 5.3 测试过程及结果
• 5.4 测试结论
• 第六章 总结与展望
• 6.1 全文总结
• 6.2 应用展望
• 参考文献
• 致谢
• 附录1 攻读硕士学位期间发表的论文
• 附录2 主要英文缩写语对照表