分布式实时嵌入系统的消息体系研究-计算机软件与理论专业论文.docxVIP

重庆大学硕士学位论文中文摘要 重庆大学硕士学位论文 中文摘要 摘 要 嵌入式系统已经在诸多领域得到了应用：从移动电话到交换机、从微波炉到 火箭自动推进装置，很多设备中都有嵌入式控制系统。随着网络技术的进步，嵌 入系统也正向分布式方向发展。然而目前还没有一个良好、清晰的分布式嵌入系 统模型为系统的构建提供指导，因此该类系统的构建是比较困难的。此外，对该 类系统通常有的实时性要求，目前几乎都是通过基于全局时钟的实时调度策略来 保证的；全局时钟方案不仅复杂，而且只适用于基于时间的分布式实时系统。以 上两个问题对于应用前景广阔的分布式实时嵌入系统来说，是亟待解决的。因此， 本文所研究的问题就是：一、如何建立一种能够全面反映该类系统特点的精确模 型，为系统的构建提供足够的指导，降低构建难度；二、如何不利用全局时钟来 实现实时性，以解决时钟同步的复杂性。本文所做的主要工作及结果可总结为以 下几点： （1）分析了分布式实时嵌入系统的构成特点，根据消息在该类系统中的关键 作用，建立了消息体系模型，它是该类系统的精确模型，既描述了系统的静态构 成，也反映了系统的动态运行特性，可以很好地指导系统的构建、验证系统设计 的正确性以及事前分析系统的性能等。 （2）根据消息体系的指导作用，提出了基于消息体系的系统构建方法，该方 法把完整系统的设计强度削减到建立相对抽象的消息体系和独立的分布式任务的 水平上，是一种更为合理的系统构建方案。它简化了系统的构建过程，降低了其 构建难度，由此提高了系统的正确性和可靠性。 （3）考虑到分布式系统中各分布点虽然没有一致的绝对时刻，但却有一致的 相对时间这一事实，提出了保证实时性的时间记账机制。该机制既避免了时钟同 步的复杂性，易于实现；又解决了全局时钟适用范围有限的问题，对基于时间和 基于事件的分布式实时系统都是适用的；此外，它还是灵活的，可以通过界面随 时接受并且满足用户变更的实时要求。 （4）引入了消息的动态优先级概念，采用了以固定优先级和动态优先级为共 同指导的综合消息调度策略，更好地保证了系统的实时性。 最后，通过对分布式实时系统实例“汽车行驶监控系统”的模拟设计，表明 了消息体系模型和时间记账机制的有效性及优点。 关键词：分布式实时嵌入系统，消息体系，时间记账，动态优先级，消息流图 I 重庆大学硕士学位论文英文摘要 重庆大学硕士学位论文 英文摘要 II II ABSTRACT Embedded system has been applied to a good many fields. Many devices, ranging from mobile phone to switch, from micro-wave oven to automatic propellant equipment of rocket etc., have an embedded control system. With the development of network technology this kind of system is heading for distributed system. However, it is rather difficult to build a distributed embedded system now, because there is not a fairly good and clear system model to direct the building process. Besides this, the usual real-time requirement of this kind of system is satisfied by real-time scheduling strategy based on global clock (GC). The method of GC is not only complicated, but limited in applicability. It is merely suitable for time-based distributed real-time system. To the promising distributed real-time embedded system (DRES), the two problems mentioned above have to be solved. They are the very problems being studied in this paper, one is how to build an exact and suitable DRES model so