基于FPGA的硬件實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).pdf

1、隨著以云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)為代表的新一代信息技術(shù)的發(fā)展，“互聯(lián)網(wǎng)+”的概念已經(jīng)深入人心。尤其是物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，更是滲透到社會(huì)進(jìn)步的各個(gè)層面：從關(guān)系國(guó)防力量的航空航天軍事，到普通百姓日常生活中的智能化家用電器，無(wú)不充斥著物聯(lián)網(wǎng)的身影。物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展正朝著微型化，智能化，高性能，高可靠性的方向發(fā)展。高效可靠的實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)是物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展的基礎(chǔ)。
　　普通的實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)一般是由軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)，經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展，軟件實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)已經(jīng)日益完善，并已經(jīng)

2、應(yīng)用到社會(huì)的各個(gè)領(lǐng)域。但是，隨著需求的不斷提升，純軟件的實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)的弊端也日益明顯：（1）在處理大量并發(fā)性事件的時(shí)候，處理速度較慢，不能滿足人們的需求。（2）軟件程序編程算法的優(yōu)化已經(jīng)達(dá)到了一定的高度，短時(shí)間內(nèi)突破當(dāng)前算法大幅度提升實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)效率的難度較大。（3）長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行的操作系統(tǒng)會(huì)出現(xiàn)死鎖現(xiàn)象，導(dǎo)致系統(tǒng)崩潰。鑒于上述原因，再加上近年來(lái)不斷崛起的可編程邏輯器件的發(fā)展，越來(lái)越多的研究者把目光轉(zhuǎn)向了硬件實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)。
　　本文在

3、對(duì)μC/OS-II實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)進(jìn)行深入研究的的基礎(chǔ)上，對(duì)μC/OS-II系統(tǒng)中任務(wù)調(diào)度,互斥信號(hào)量，信號(hào)量，消息郵箱，消息隊(duì)列，信號(hào)量集等功能進(jìn)行抽象與分解，將其中比較耗時(shí)的操作用可編程邏輯器件FPGA來(lái)實(shí)現(xiàn)。在保證可移植性的基礎(chǔ)上，通過(guò)軟件內(nèi)核和硬件電路相結(jié)合的方式保證系統(tǒng)正常運(yùn)行，為打造一個(gè)硬件化程度更高的實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)進(jìn)行探索。
　　通過(guò)對(duì)μC/OS-II實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)軟件內(nèi)核的改寫(xiě)，將抽象出來(lái)的功能通過(guò)基于Verilog HD