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关键词： 虚拟化技术   网联汽车   汽车操作系统   嵌入式系统  

摘要： 为满足人们不断提高的出行需求,现代汽车的设计朝着智能化方向发展,开启了智能网联汽车时代。自动驾驶、车联网等新兴概念的融入使得上层应用的迅速复杂化,带来了繁重的计算任务。虽然硬件成本的降低为汽车嵌入式系统提供了不小的算力提升,但是也带来了诸如GPU、FPGA等异构计算核心,并对其提出了计算资源高效管理的新要求。同时,智能网联汽车中的娱乐信息域急需补充大量日常应用。但是,现阶段汽车操作系统静态配置、调度资源的方式导致了系统资源利用率低、整体协同性差、部署方式不灵活等缺点,如何以一种灵活简便的方式管理好多核异构的系统计算资源、构建协同性强、支持多种操作系统混合部署的汽车嵌入式系统成为一大挑战。 针对上述挑战,本文研究虚拟化技术,主要工作如下: 1)在国产实时操作系统RT-Thread上,提出并实现了一款适用于汽车嵌入式系统的实时虚拟化软件RT-Hypervisor,以实现系统资源灵活管理,降低系统部署难度。RT-Hypervisor是利用ARMv8架构虚拟化硬件支持的Type-2型虚拟化软件,支持包括Linux、RT-Thread等多种操作系统在内的混合部署,为丰富的Linux生态环境的移植打下了基础。RT-Hypervisor可为汽车嵌入式系统以及上层汽车操作系统部分提供灵活的资源管理,实现系统资源的动态分配,提升系统的资源利用率;2)针对传统虚拟化技术中虚拟机之间协同性差的问题,本文提出了一种改进的虚拟机间实时通信机制。考虑到目前的汽车域处理器仍以单机系统为主,各虚拟机间的关系属于共生(co-located)虚拟机,虚拟机间通信可采用更高效的共享内存通道。与以往共享内存通信工作不同的是,该机制借助ARM架构硬件辅助特性,以虚拟设备的形式构建了虚拟机间通信器。这使其可在提升系统整体协同性的同时具备更好的解耦性,是针对汽车嵌入式系统场景所做出的优化。 本文针对RT-Hypervisor及其优化设计了一系列实验,用于验证技术路线可行性并初步测算RT-Hypervisor性能。实验表明:RT-Hypervisor功能完善,支持包括Linux系统在内的多种操作系统混合部署,提供了一种部署灵活便捷、提升系统资源利用率的方案;其优化提供了一种实时性较强、吞吐量大的虚拟机间通信方式。不过RT-Hypervisor在性能上还有较大的提升空间,有待后续的深入优化。 本文实现的RT-Hypervisor及其优化为汽车嵌入式系统构建提供了一种提升系统资源利用率、协同性强、支持多种操作系统混合部署的灵活方案,解决了网联车新型嵌入式系统计算结构中,设计或优化操作系统的一些关键技术问题。

关键词： 物联网  

ISBN: (纸本)9787302641759

摘要： 本书借鉴PBL式教学模式，以案例Demo为主线，将基础知识、核心技能打造成小型案例，通过案例来学习LiteOS。LiteOS可以在Windows、Linux、macOS等平台进行开发，内核基础主要包含任务、中断、IPC通信等。在深层次的知识中，可以进行LiteOS组件开发、系统移植。最后在综合项目中穿插用到了基础内核及LiteOS支持的物联网协议开发、物联网平台使用，能够让读者快速进行大型项目开发。本书共13章，分别为快速入门篇(第1章和2章)、内核基础篇(第3-6章)、内核进阶篇(第7-9章)、综合项目实战篇(第10-13章)。快速入门篇主要讲述LiteOS基本架构、基于VSCode的开发环境搭建。内核基础篇从任务、中断、IPC通信、时间管理等知识带读者详细了解LiteOS的内核工作方法。进阶篇讲解Sensor和GUI两个扩展组件，最后进行LiteOS系统的移植。综合项目篇搭建了一个基于华为Io平台的智能家居项目，从项目角度巩固基础知识，掌握liteOS系统支持的MQTT、CoAP等常用物联网协议。书中通过对LliteOS系统进行拆分，图实现知识的最大解耦。使用本书进行LiteOS学习时，无论有无开发经验都可以按照自己的需求进行跳跃学习。在某些章节后有一些实用Tips，帮助开发者更好地进行项目的开发。

标准号: GB/T 42140-2022

摘要： 本文件给出了云操作系统技术框架，规定了云操作系统性能指标，并描述了对应的度量方法。本文件适用于指导云操作系统及其基础服务的性能效率测评。

关键词： 安全关键软件   安全认证   形式化方法   嵌入式多核操作系统   时间确定性   功能正确性   形式化建模和验证  

摘要： 在安全关键系统中,核心基础软件的正确性尤其重要。任何的错误都可能导致整体系统失效,带来严重的后果,同时,安全关键软件要通过高等级国际安全认证标准,则必须使用形式化方法进行设计、建模和验证。调研嵌入式操作系统、编译器、文件系统、机载网络/总线的形式化验证案例,在此基础之上引出嵌入式多核操作系统形式化的问题;对嵌入式多核操作系统的时间确定性和功能正确性属性进行形式化建模和验证;并对全文进行总结。

关键词： 机器人   深松土壤   路径规划   操作系统  

摘要： 针对深松机器人深松土壤作业时对室外环境感知能力差,还需要人力驾驶拖拉机进行室外作业的缺点,基于ROS(Robot Operating System)框架下利用SLAM(Simultaneous Localization and Mapping同时定位与建图)和路径规划技术进行高精度室外深松机器人应用研究。阐述SLAM算法和Cartographer算法的原理,根据田地环境需求,选择适用的地图模式,基于ROS框架对本地路径规划和全局路径规划的算法进行了分析和研究,设计研发了基于ROS的深松机器人实验平台,在基于ROS的深松机器人实验平台上进行测试,分析基于ROS框架下各节点之间的话题通信数据流向。实验第一步运用Cartographer算法建立栅格地图,获取地图后,针对不同土壤环境的特点和农作物对土壤主要特征的要求经行分析,研究出两种深松机器人工作模式:大型微耕模式和大型深耕模式;实验第二步基于Cartographer算法提供的地图上进行大型微耕模式的路径规划和大型深耕模式的路径规划的实验,并对不同工作模式的路径规划的算法进行分析。结果表明:Cartographer算法满足室外农田环境下的定位、建图的要求;改进后的基于全局历遍的路径规划算法适用于大规模的深松土壤作业,基于ROS的深松机器人实验平台可以有效适用于深松土壤作业中。

关键词： RPA平台   跨操作系统   高阶组件   元素拾取  

摘要： RPA技术在金融、医疗、互联网、人力等各个领域的广泛应用,对RPA平台提出了更高的要求,目前市面上大多RPA平台是基于windows操作系统,支持跨多个操作系统的RPA平台较少。为了解决底层操作系统卡脖子的问题,借助信创产业蓬勃发展的东风,本文提出了一种基于跨操作系统的RPA平台,从设计、触点、管控三个维度定义平台应用架构和核心产品,能力覆盖RPA机器人挖掘、设计、调度、执行、管控等全生命周期。同时本文还针对RPA平台涉及的高阶组件、元素拾取、任务挖掘等关键技术进行研究。

关键词： 工程教育专业认证   产出为导向   教学目标   教学模式   复杂工程问题  

摘要： 基于工程教育专业认证背景下的操作系统原理课程,在分析原有课堂教学弊端的基础上,为了提高学生的自主学习能力,在课程的教学目标、教学内容、教学方法等方面进行了深入探索和研究。实践证明,以学生为中心、以提升解决问题的能力为导向的教学模式,在提高教学效果的同时,促进了学生解决复杂工程问题能力的培养。

关键词： 新工科   嵌入式操作系统   教学改革  

摘要： 新工科背景下,新工科代表最新产业及产业方向,需要拓宽教学内容的宽度和广度,培育“交叉性人才”,帮助学生形成创新性思维,锻炼工程实践技能。新经济形势下的新工科背景,对于“嵌入式操作系统”这门实用性及专业性较强的课程,提出了新的标准。本文通过探讨在新工科背景下“嵌入式操作系统”课程教学模式改革,为其他工科课程提供改革指导,并帮助高校更好地培育新工科背景标准人才。