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题目:基于Barrelfish的实时分区操作系统进程间通信关键技术研究

关键词:综合化航空电子系统;实时分区操作系统;分层调度;进程间通信协议

  摘要


综合化航空电子系统(Integrated Modular Avionics,IMA)中,多个功能模块运行在一套计算机系统上,极大的减少了系统对计算机硬件数量上需求,不仅提高了航电设备的利用率,更对数据融合提供了便利。由于资源的共享,IMA系统使用时间分区和空间机制对共享的系统进行保护,保证每个功能模块相互独立,错误能被有效隔离。

实时分区操作系统是综合化航空电子系统的重要一部分,与实时操作系统相比,实时分区操作系统更加强调系统的错误隔离。在实时分区操作系统中,时间分区是其中重要的一部分,而分层实时调度算法是保证时间分区的重要基础,成为研究的重点。同时,为防止任务优先级反转现象的发生,实时通信协议成为与调度算法相辅相成的,保证实时任务确定性必不可少的一部分。本文研究的目标是改造通用操作系统Barrelfish,使之成为实时分区操作系统,实现层次调度,并在此基础上研究实时通信协议在此平台上的表现。

论文首先对Barrelfish的系统结构进行了深入的分析,然后对多种实时任务通信协议特点进行了深入的总结和分析,接着,在以Barrelfish为基础的实时分区操作系统上建立实时层次调度,实现分区内实时任务通信协议。最后本文对系统进行了详尽的测试,实验证明,本文构建的实时分层调度模型时间确定性良好,分区内实时任务通信协能有效任务防止优先级反转,降低任务的响应时间,保证实时任务的确定性。