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关键词： MPTCP   数据调度   并行传输   吞吐量   协议栈  

摘要： 随着互联网技术被越来越广泛的应用,稳定且高速率的数据传输协议受到广泛关注,传输控制协议（Transmission Control Protocol,TCP）因其高可靠性,一直被应用于可靠的消息发送和文件传输,但TCP协议仅仅只能使用一个物理接口进行通信。当前嵌入式设备广泛配备多类网络接口,且具有多接口并行通信的需求,因此,传统TCP传输协议已经难以满足日益变化的通信环境与用户需求。同时,互联网是一个非常复杂的异构网络,各路径间性能存在巨大差异。多路径传输控制协议（Multipath Transmission Control Protocol,MPTCP）技术是解决上述问题的有效方法和途径之一,实现多网络接口并行传输,并在多条路径间进行高效数据调度,成为国内外研究人员亟需解决的问题和研究热点。本文主要工作内容如下:1.自适应分组数据调度方案（AGDS）:针对异构网络环境中,由于数据包乱序到达引起接收端缓冲区阻塞的问题,本文提出了一种基于多路径TCP数据调度算法。该算法基于自适应分组使数据包尽可能有序到达,减少乱序数据包数量,降低缓冲区阻塞的风险。其算法主要思想是首先在进行数据包分配前评估各路径的数据传输速率,动态地为各传输路径预分配适当的数据包数;以数据包传输时间RTT的一半为基础,预测包到达时刻,并以此来分配数据包序列号;同时针对各路径传输性能实时变化的特性,根据各路径RTT实际变化情况对预分配数据包序号完成分配修正。在各路径状况不变的情况下,分别与最短传输时间优先（STTF）调度算法和最短时延优先（LRF）调度算法进行对比,结果表明,AGDS调度算法性能优于其他两种算法。2.多路径TCP协议设计、实现与验证:基于嵌入式操作系统的特点,通过对MPTCP协议在网络协议栈中的需求分析,对协议的整体框架、系统中使用的主要数据结构、协议栈上下层接口等核心技术点进行了设计。同时,对协议的核心功能流程,包括连接的建立、子流的建立、报文构建、数据发送、数据接收、多路径数据重组以及连接关闭等功能的实现进行了详尽的阐述与说明。在此基础上,将采用本文提出AGDS算法的MPTCP协议应用于Vx Works嵌入式操作系统中,并与单路径TCP传输协议、基于LRF和STTF调度算法的MPTCP协议进行比较。实验结果表明,在同时使用以太网和Wi-Fi接口并行传输数据的条件下,MPTCP协议的传输可靠冗余度和数据传输性能均优于其它协议。

关键词： 移动机器人   自适应路径规划   操作系统  

摘要： This research thesis highlights the techniques in the light of literature for path planning of *** the robotic missions into different spaces are increasing,the requirement for path planning has become stringent to enhance the success of these *** the growing research base in the field of path planning of autonomous vehicles and mobile robots,it is important to investigate the evidence in this *** path planning strategies and algorithms broadly fall into four categories:reactive computing,C-space search strategies,optimal control,and soft *** categories have their sub-methods for achieving the desired path planning control and optimization *** methods work either in a conventional manner to map the path according to the given constraints or heuristic fashion to solve the path planning problem through machine learning *** main challenge in designing paths for different robotic missions is the minimization of the computational cost and achieving stability in uncertain environmental *** algorithms proposed thus far are used to detect static *** problem of organizing robot paths from source to target entails differentiating static and dynamic snags in the robot''s detecting region and deciding on a crash-free *** algorithms are focused on the trail-finding procedure in a very illustrious environment and leave higher-level functions like obstacle detection to chance,but the cognitive-based adaptive path planning is a reconciling and psychological feature-based mostly thinking system that identifies dynamic obstacles in an unknown *** general,the mobile robot is capable of detecting its surroundings,interpreting the detected information to determine its location and the environment,and calculating a real-time course to reach the *** problem of obstacle avoidance is a critical topic to be addressed in this *** this paper,an adaptive path-planning control

摘要： 7月27日，华为鸿蒙3.0系统正式发布。截至目前，鸿蒙系统用户数量已破3亿，鸿蒙相关产品发货量突破1.7亿。相比上一代，鸿蒙3.0系统更加顺畅，鸿蒙3.0为车机带来了超级桌面功用，让手机应用自动同步至车机，支持平行视界等功用。鸿蒙3.0在底层构建中减少了非自主研发的开源软件的使用，把之前所有的安卓开源代码全部删除，

摘要： 为支撑业务快速发展，金融行业正在推进云网一体化基础设施升级，云网底座从通用X86生态向新的ARM等芯片生态延伸，基于开源和商用Linux为主的操作系统解决方案正在快速发展。通常讲的操作系统，包括服务器、桌面、移动端等不同场景，其中办公会议等场景主要涉及桌面操作系统，金融行业云网底座建设主要涉及服务器操作系统。按照2021年发布的《关于规范金融业开源技术应用与发展的意见》，金融机构在使用开源技术时应遵循坚持安全可控、坚持合规使用、

关键词： 操作系统   兼容机制   交叉编译   适配性  

摘要： 目前业界操作系统的现状是Windows、Linux、Android等多生态共存，各自具有一定规模的完整应用体系建设。然而由于主流操作系统具有各自独特完整生态和运行方式，不同操作系统之间存在着迁移隔离，一个系统的应用程序无法直接在另一个操作系统上运行。不同操作系统之间逐渐开始相互兼容操作系统生态，以削弱对方操作系统的独特性，将用户群体和开发群体吸引到本操作系统上。　　在当前基础软件国产化趋势不断发展的大背景下，我国在操作系统领域技术、产业生态、产品等方面的不足亟待弥补，为国产化操作系统发展提供支持。国产操作系统陷入缺少应用生态建设、市场占有率低的循环，需要建立、优化兼容机制来打破。国内外对于兼容机制的研究受到业界广泛关注，涌现出了WSL、coLinux、Wine、Cygwin等一大批实现兼容目的的尝试。本文工作通过对比各种兼容机制的优缺点，针对本文工作情景选用Wine来实现更好的兼容，为未来能将一个功能更强大的Wine核心组件融入自主研发的操作系统奠定基础。　　Wine是一种轻量级的兼容应用，其作用是承上启下的，作为一个兼容层，既对接下层真实操作系统的API，又为上层Windows应用提供API调用的作用。一方面，目前Wine在兼容方面的功能开发主要受限于对当前Windows系统的兼容程度，64位的Wine仅支持64位的Windows应用程序，32位的Wine的兼容位宽也很片面，若要支持全位宽的Windows应用需要通过隔离技术让两个Wine运行在同一个Linux操作系统中，既不安全，配置、操作也相对繁琐，同时还为日后Wine核心组件的进一步应用造成了困难。另一方面，随着操作系统越来越多样化，同一个应用针对每个操作系统都配备独立的开发团队与资源的研发模式相对浪费和低效。基于此，针对应用跨操作系统运行支持也是本领域的研究热点之一。Wine不仅支持Linux操作系统，在一定程度其核心组件也可以支持在Windows操作系统上的运行，但运行过程由于语义错误、环境配置等仍然出现支持上的错误。此外，为适应移动应用、移动平台的流行，本文还将实现Wine在Android系统上的兼容支持。　　针对Wine在上层应用位宽兼容和下层操作系统适配的局限性，本文设计并实现了Wine在多位宽应用方面的支持和多操作系统方面的适配，解决了原生编译过程中二进制级别、源码级别兼容存在的问题。将编译产物支持位宽范围拓宽，并将支持的编译过程统一在一个平台。本文主要针对存在的问题对Wine的多位宽应用进行支持和适配更多操作系统，主要工作包括:　　(1)针对用户态兼容工具Wine在64位Linux操作系统上不支持16、32位应用程序的问题，分析Linux系统不同架构下对16、32、64位应用程序的支持机制与局限性。从源代码级扩展和二进制级扩展两方面针对寻址范围不同、数据处理方式不同、编译工具链共存冲突等问题提出相应的解决方法，通过改造Wine的编译机制编译出支撑16、32位应用程序的链接依赖库和可执行文件，最终成功实现在64位Linux系统上通过64位Wine支持16、32位应用程序，并进一步整体解决不同位宽操作系统都无法支持全位宽服务型应用程序的情况。　　(2)针对用户态兼容工具Wine核心组件在以Windows系统为底层平台的兼容对于一些应用尚存在一些功能缺陷的问题，分析Windows与Linux对于应用程序支持机制上的差异，以及交叉编译产生跨操作系统的ABl支持的原理。采用Winegcc+MingW-w64结合构建的交叉编译工具链，并解决过程中产生的由于本地操作系统和目标操作系统语法架构上不同导致的一系列编译错误问题。最终实现Wine核心组件在Windows系统的成功运行。　　(3)针对Wine面向Android交叉编译过程中的问题，分析并解决目标系统与本地编译系统之间的语义错误以及ABI兼容问题。将Wine的编译工具与AndroidNDK结合，构造面向Android平台的兼容工具链，在Android辅助环境配置下编译出能够迁移到Android平台的Wine，实现在Android移动平台利用Wine兼容Windows应用。　　(4)构建统一的Wine编译构建环境。一方面解决了多位宽多次构建的碎片化问题，将多种位宽支持的组合统一到同一个编译构建环境中，使得从同一个平台编译的产物可以直接迁移到多个目标平台。另一方面，将上述的面向不同平台的编译工具综合到统一的编译环境中，实现单一环境下将Wine源码编译成可以知道多目标操作系统的产物，极大的简化了交叉编译复杂的编译工具链环境。　　本文将上述目标完全集成在同一个环境中，从功能上扩展了Wine的应用程序支持面，从适配性上拓宽了Wine适配的底层生态，从集成性上形成了一个更强大、更灵活的Wine，为推进兼容生态提供了一种可能。

关键词： 嵌入式操作系统   实时操作系统   实时性   应用程序下载  

摘要： 随着工业4.0在自动化、物联网等领域的不断延伸,具有嵌入式处理器的智能设备得到了广泛的应用。嵌入式操作系统作为智能设备软件开发平台越来越受到系统开发人员的重视。然而,基于现有嵌入式操作系统的应用开发模式并未将操作系统和嵌入式硬件分离,开发人员不仅要掌握嵌入式操作系统的工作原理和开发流程,还不得不自己开发硬件接口程序。这进一步导致了硬件相关开发资源的重复投入,软件复用性也较差。为解决这一矛盾,本文提出了一种新型嵌入式操作系统设计方法,基于该方法设计的嵌入式实时操作系统通过向应用软件提供通用接口,将底层硬件同应用开发分离开来,从而降低了嵌入式软件的开发难度,使得嵌入式开发同一般应用软件开发一样,代码具有相当的复用性。本文将上述嵌入式操作系统设计方法应用在符合ARM Cortex-M3/4指令集规范的微控制器(Microcontroller Unit,MCU),编写了针对该类MCU的嵌入式操作系统和应用程序(Application,APP),测试表明该系统仍可保证应用的实时性。该嵌入式操作系统的设计模式表明,在嵌入式领域也可以在保证实时性的前提下做到像PC一样的应用开发,从而简化了嵌入式软件的开发过程。本文针对基于ARM Cortex-M3/4指令集的嵌入式MCU开展了新型嵌入式操作系统设计与实现研究,主要研究内容包括以下方面:首先,本文阐述了基于ARM Cortex-M3/4指令集的新型嵌入式操作系统的研究背景和意义,总结了近年来嵌入式操作系统的基础知识和研究现状。在对几种典型嵌入式实时操作系统和分时操作系统进行分析和比较的基础上,提出了新型嵌入式操作系统的具体功能需求。其次,面向新型嵌入式操作系统与APP分离、APP可下载的需求,给出了基于ARM Cortex-M3/4指令集的该嵌入式操作系统总体设计方法。通过设计存储区模块,实现了操作系统对物理地址的直接管理,并为APP分配了加载地址;通过设计系统定时器,向APP调度提供了时序基准;通过设计系统调用接口,建立了APP同嵌入式系统的通信机制。然后,面向应用下载和管理需求,设计了该嵌入式操作系统的APP下载和管理模块,实现了多个APP下载功能,并通过APP初始化模块,可在APP运行前初始化相关变量,为APP准备好运行环境。进一步,在操作系统内部设计了通信数据管理模块,实现了APP同MCU硬件通信接口的数据交互。最后,本文给出了基于MATLAB开发新型嵌入式实时操作系统APP的途径,并在所设计的新型嵌入式实时操作系统中进行了性能测试。测试结果表明,与传统嵌入式实时操作系统进行对比,本文设计的新型嵌入式实时操作系统的任务调度性能保留了实时性好、内核小巧的特点,而在应用开发上更加便捷。综上所述,本文针对采用ARM Cortex-M3/4指令集的MCU研发的新型嵌入式实时操作系统不但继承了传统嵌入式实时操作系统实时性好等特点,还具备系统与应用隔离,应用开发便捷等优势,为现代嵌入式系统开发提供了有益参考。

摘要： 研华积极推进信创生态建设,加快信创项目部署,以各行业应用场景做相关产品适配。近日,研华基于兆芯KX-6000平台Micro-ATX主板和Mini-ITX主板与统信操作系统,麒麟操作系统完成兼容性测试。本次兼容互认证是研华作为深耕嵌入式设计和工业物联网服务的厂商,连接上下游的再一次融合,将为用户带来更强大的国产化解决方案和更极致的应用体验。

关键词： 实时操作系统   微控制器   移植技术   驻留机制   BIOS  

摘要： 实时操作系统以其良好的实时性和可靠性在嵌入式系统开发中得到普遍应用。但实时操作系统专业性较强,与软硬件平台高度相关,不同系统软件难以移植和复用,应用开发门槛高;同时复杂的系统内核实现导致用户工程可读性弱、编译速度低,直接影响开发效率。为此,本文以通用嵌入式计算机架构为依托,对实时操作系统的驻留进行研究,将系统内核与用户程序有效分割,提高用户工程编译速度和程序清晰度,降低应用软件开发难度。主要研究内容如下。(1)基于通用嵌入式计算机架构,将微控制器下的软件分成BIOS和用户工程User,探索实时操作系统在BIOS中驻留的可行方案。先以移植技术为前导研究,提出模块化适配法降低移植难度,为不同实时操作系统的驻留提供基础;然后给出驻留技术的关键实现,通过Flash和RAM资源的合理划分实现用户工程独立,并利用类向量表机制和中断共享机制为用户程序User提供操作系统服务,实现正常的系统函数调用;最后对RT-Thread与mbedOS进行驻留测试,验证方法通用性。(2)基于层次化和构件化原则,完成实时操作系统驻留的应用工程框架实现。分别对工程结构、启动流程和用户接口进行合理设计,并通过内核调度机制的深入研究,剖析验证框架的实时性能,最后针对框架的完备性进行测试与优化,并在不同硬件平台对框架的可移植性进行分析。(3)基于RT-Thread驻留,完成无刷滚筒电机控制系统的开发,以验证驻留技术的实用性。硬件上给出具体的电路设计,软件上利用多线程简化程序设计,最后通过测试来证明基于驻留框架开发的系统软件能够保障功能性、实时性和稳定性。本文对实时操作系统的驻留技术进行了探索,设计并实现了稳定、易用的应用工程框架,能为用户提供操作系统级的应用开发支撑,降低嵌入式开发门槛,提高编程便利性。