个构件化嵌入式操作系统的精确控制内核-浙江大学.PDF

维普资讯 第 29卷 第 6期 计 算 机 学 报 Vo1．29 No．6 2006年 6月 CHINESEJOURNAL0FC0MPUTERS June2OO6 一 个构件化嵌入式操作系统的精确控制内核 陈文智 谢 钺 石教英 (浙江大学计算机科学与技术学院 杭州 310027) 摘 要 近年来，嵌入式系统的应用数量和复杂度 以及程序的规模增长迅速 ，构件化嵌入式操作系统已经成为研 究热点．过去的以抽象接 口和封装计算为基础的通用构件体系结构难 以满足许多数据流应用 (包括多媒体处理和 信号处理等)在并发性和实时性等方面的要求．对此设计了一个构件化嵌入式操作系统Pcanel，其核心是一个基于 构件转换控制模型的精确控制核PCC．PCC将构件分成静止和执行两种状态．构件计算采用并行与分段执行的方 法．同时，采用非阻塞式的调度方法有效解决了优先级倒置的问题．PCC由事件控制器和任务控制器协同工作，具 备高度并发处理能力，从而支持构件技术在嵌入式系统中的应用． 关键词 嵌入式；构件 ；操作系统；模型驱动 中图法分类号 TP311 A PreciseControlCoreforComponent—BasedEmbeddedOperatingSystem CHEN Wen—Z·hi XIECheng SHIJiao。Y‘ing (InstituteofComputerScienceandEngineering，ZhejiangUniversity，Hangzhou 310027) Abstract Embeddedapplicationsareproliferatingatanamazingrate．Thecontinuousgrowthof complexityandscaleofembeddedsystem motivatestheresearchfocuson Component——basedEm。· beddedOperatingSystem．However，generalcomponent—basedarchitecturesthatarebuiltonin— terfaceoffunctionalityandencapsulationofcomputationfailtosatietyconcurrencyandreal—time issuesofdataflow applications，suchasmultimediaprocessingandsignalprocessing．Pcanelisa novelcomponent—basedoperatingsystem forembeddedsystems．Thepaperdescribesthekernel， calledPreciseControlCore(PCC)，which isbasedonacomponenttransitionmode1．PCC parti tionsstatesofcomponentintoquiescentstatesandexecutingstates．Thecomputationofconcur— rentcomponentsisrecomposed intoa sequenceofsplit—phasesoftransitions．A waitfreesyn— chronizationtechniqueisusedpreventingpriorityinversion．Thecollaborationofeventcontroller andtaskcontrollerofPCC achievesmassivelyconcurrency，thussupportsusingcomponentsin embeddedsystems．