嵌入式時(shí)間可預(yù)測操作系統(tǒng)PRET-Minicore設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)的中期報(bào)告

嵌入式時(shí)間可預(yù)測操作系統(tǒng)PRET-Minicore設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)的中期報(bào)告一、項(xiàng)目簡介本項(xiàng)目是基于PRET（PredictableExecutionTiming）研究組的研究成果，設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)一款嵌入式時(shí)間可預(yù)測操作系統(tǒng)，即PRET-Minicore。該操作系統(tǒng)的特點(diǎn)是對任務(wù)執(zhí)行時(shí)間進(jìn)行可預(yù)測性保證，以滿足嵌入式系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性需求。本文檔為PRET-Minicore設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)的中期報(bào)告，主要介紹了本項(xiàng)目目前的進(jìn)展情況、所遇到的問題以及下一步的工作計(jì)劃。二、目前的進(jìn)展情況1.系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)我們參考了PRET研究組的工作，設(shè)計(jì)了PRET-Minicore的系統(tǒng)架構(gòu)。該架構(gòu)包括硬件平臺、操作系統(tǒng)內(nèi)核和應(yīng)用程序。其中，硬件平臺包括ARMCortex-M0處理器、外設(shè)和存儲(chǔ)器等；操作系統(tǒng)內(nèi)核包括時(shí)間管理、任務(wù)調(diào)度和中斷處理等；應(yīng)用程序包括系統(tǒng)初始化、任務(wù)實(shí)現(xiàn)和測試程序等。2.硬件平臺選擇與配置我們選擇了ARMCortex-M0作為嵌入式處理器，同時(shí)添加了控制器用于執(zhí)行PRET指令，以保證運(yùn)行時(shí)的時(shí)間可預(yù)測性。在硬件平臺的配置中，我們對存儲(chǔ)器、時(shí)鐘和中斷控制器等進(jìn)行了設(shè)置。3.操作系統(tǒng)內(nèi)核實(shí)現(xiàn)我們實(shí)現(xiàn)了PRET-Minicore的操作系統(tǒng)內(nèi)核，其中包括時(shí)間管理模塊、任務(wù)調(diào)度模塊和中斷處理模塊。時(shí)間管理模塊通過定時(shí)器來記錄任務(wù)執(zhí)行的時(shí)間，任務(wù)調(diào)度模塊通過實(shí)現(xiàn)多種調(diào)度算法來提高系統(tǒng)的可預(yù)測性，中斷處理模塊則是為任務(wù)提供響應(yīng)服務(wù)。4.應(yīng)用程序?qū)崿F(xiàn)我們實(shí)現(xiàn)了一些測試程序來驗(yàn)證操作系統(tǒng)的功能和可靠性。這些測試程序包括線性調(diào)度、非線性調(diào)度任務(wù)和實(shí)時(shí)中斷等。三、問題與討論1.時(shí)間可預(yù)測性保證的方法為了保證PRET-Minicore的時(shí)間可預(yù)測性，我們需要在任務(wù)調(diào)度和中斷處理等方面進(jìn)行一些措施。這些措施包括禁止多任務(wù)搶占、禁止中斷搶占和中斷響應(yīng)時(shí)間可預(yù)測等。2.調(diào)度算法的選擇我們在任務(wù)調(diào)度模塊中設(shè)計(jì)了多種調(diào)度算法，包括首先到達(dá)最先服務(wù)（FF）算法、最短服務(wù)（SJ）算法、時(shí)間片輪轉(zhuǎn)（RR）算法等。不同的調(diào)度算法具有不同的特點(diǎn)，我們需要在實(shí)現(xiàn)中選擇最適合的算法。3.系統(tǒng)的可移植性為了提高PRET-Minicore的可移植性，我們需要在開發(fā)中盡可能使用標(biāo)準(zhǔn)C語言和嵌入式操作系統(tǒng)API等。四、下一步的工作計(jì)劃1.完成系統(tǒng)內(nèi)核的實(shí)現(xiàn)我們將繼續(xù)完善PRET-Minicore的內(nèi)核實(shí)現(xiàn)，包括時(shí)間管理、任務(wù)調(diào)度和中斷處理等。2.實(shí)現(xiàn)應(yīng)用程序我們將實(shí)現(xiàn)更多的應(yīng)用程序來測試PRET-Minicore的功能和可靠性。3.系統(tǒng)可靠性測試我們將進(jìn)行系統(tǒng)的可靠性測試和性能測試，以評估PRET-Minicore的實(shí)時(shí)性和可預(yù)測性。同時(shí)，我們也將進(jìn)行功耗測試和溫度測試等。4.文檔編寫我們將逐步完善相關(guān)文檔，包括需求規(guī)格說明、設(shè)計(jì)說明、代碼說明和測試說明等。五、總結(jié)本篇中期報(bào)告介紹了PRET-Minicore的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)進(jìn)展情況，重點(diǎn)介紹了系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)、硬件平臺選擇