[发明专利]一种面向多任务处理的嵌入式SPARC处理器操作系统设计方法

说明书

本发明公开了一种面向多任务处理的嵌入式SPARC处理器操作系统设计方法。该方法首先将Linux操作系统移植到SPARC处理器，然后对Linux调度方式进行改进，在诸多任务请求处理情况下，采用任务按优先级可抢占、同优先级时间片轮转调度的方法进行多任务内核调度，对应用层的多个任务有序处理，进而实现了嵌入式操作系统多任务调度的目的。本发明利用多任务处理机制实现了多个任务对设备实时而有序处理，满足了嵌入式操作系统软件的高可实时性要求。

技术领域

本发明属于操作系统技术领域，尤其涉及一种面向多任务处理的嵌入式SPARC处理器操作系统设计方法。

背景技术

SPARC是一种精简指令集体系结构，最初由美国的SUN公司提出，之后成为开源的处理器指令集体系结构。目前，采用第八版SPARC指令集体系结构(SPARC V8)标准的处理器在航天、航空、工业控制等嵌入式领域广泛应用。随着SPARC处理器处理任务的增多，使应用场景变得更加复杂。应用系统大多是多任务、实时系统，其中涉及大量的外部设备，并且这些外部设备往往需要协同、并行工作，对系统的设计和实时性有较高的要求。在这样的复杂多任务的情况下，为了保证每个任务都能及时获得适当的SPARC处理器资源，执行该任务完成相应的功能，内核必须给出一种策略，对所有的任务进行适当排序，即任务调度。任务调度主要完成两个功能：确定被执行的任务、确定任务占用SPARC处理器资源时间。普通系统和实时系统采用不同的调度算法，不同的调度算法决定了系统的实时性能。

传统嵌入式Linux操作系统实时性不高，是因为所采用的调度算法多为分时调度算法，如先来先服务算法等，并且调度算法中没有任务间的抢占因而不能保证系统对高优先级任务的及时响应。

为了解决传统嵌入式Linux操作系统任务调度的弊端、提高任务处理的实时性，必须设计一种面向多任务处理的嵌入式SPARC处理器操作系统，正确有序访问多任务资源，保证任务的执行顺序，从而保障嵌入式系统的稳定运行，提高应用程序的运行效率。

发明内容

本发明解决的技术问题是：提出一种面向多任务处理的嵌入式SPARC处理器操作系统设计方法，解决多任务调度分配和实时处理问题。

本发明的技术解决方案是：

一种面向多任务处理的嵌入式SPARC处理器操作系统设计方法，包括如下步骤:

(1)利用SPARC在Linux平台上的交叉编译工具链，使用sparc-linux-gcc在PC机上建立交叉编译环境，设置环境变量；

(2)在交叉编译环境中编写引导程序U-boot，同时安装设备树工具DTC，将dts设备树源文件编译成DTB，用于在程序之间交换数据；

(3)在交叉编译环境中配置和构建Linux内核；

在内核配置make menuconfig时，从Kconfig中读出菜单，用户选择后保存到.config的内核配置文件中，在内核编译时，主Makefile调用这个.config，就完成了内核的配置和构建；

修改内核源码，添加多任务处理机制，所述多任务处理机制采用任务按优先级可抢占与同优先级时间片轮转调度结合的方式实现，以保证调度的高效性和任务处理的实时性；

(4)在交叉编译环境中制作根文件系统；

(5)生成uImage镜像；

(6)步骤(1)-(5)完成后，使用loadb/loadx指令将uImage镜像加载到内存中，之后，bootm指令解析uImage镜像文件，获得入口地址，设置启动参数和MMU，从Linux入口点引导进入Linux内核，实现面向嵌入式SPARC处理器的操作系统多任务处理。

交叉编译工具链包括binutils、gcc和glibc三个部分。