臺灣博碩士論文加值系統

傳統的核心程式(Kernel Module)雖然不乏內部模組化的設計，但最終還是需連結成單一執行檔，這也導致線上變更系統架構與功能的不容易，我們提出能夠熱換置核心程式的系統架構，這種架構應用在嵌入式系統時將更能發揮其適應性，它將嵌入式系統內的所有核心軟體與應用程式模組化，藉由遠端工作站(Hot-Swap Console)提供的動態線上模組上傳/下載/換置(Hot-Swap)的功能，讓嵌入式系統不只擁有效能最佳化、動態維護及軟體再用(Software reuse)的優點，在多個系統組成的群組中，也可由遠端工作站(Hot-Swap Console)做最適當的工作動態分配或負載平衡(Load Balance)，讓有限的處理器與記憶體資源，能夠被最佳化動態的使用。在應用上，我們也在雛型系統上實現一個行動任務(Mobile Task)，透過網際網路收集其模組執行資訊並加以分析，讓嵌入式系統上軟體模組能透過網際網路遊走在數個開發板

There are benefits and commonly used to partition modules in kernel design. However, they are bound altogether to form a single executable eventually, which brings disadvantages and inconvenient in on-line system software replacing and reconfiguring. In this thesis, we propose a new hot swap kernel design approach which we call it HS2 (Hot Swap System). Using the architecture, embedded systems shall exploit more functions and adaptabilities. The HS2 keeps all modules in a system as independent as possible, including kernel modules and applications. Users can upload, download or hot-swap any module from the remote Hot-Swap Console, and let the embedded system owns advantages such as optimal efficiency, dynamic maintenance and software reuse. Furthermore, when applying in the environment of multiple embedded systems, the Hot-Swap Console can dynamically redistribute tasks among systems to arrange load balance, and maximize the usage of processors and memories. We also implement an application of Mobile Task in the prototype. It is used to travel among different embedded systems connected with internet, gathering and analyzing information to find out potential problems.

Keyword： Hot-Swap，Mobile Task.

摘要 iv
英文摘要 v
目次 vi
表目錄 vii
圖目錄 x
第一章 序論 1
1.1 研究背景及動機 1
1.2 研究目的 2
1.3 章節提要 3
第二章 相關研究 4
2.1 作業系統 4
2.1.1作業系統種類 4
2.1.2作業系統核心架構 6
2.2 嵌入式系統 8
2.2.1 嵌入式系統特色 8
2.2.2 即時系統 10
2.2.3 嵌入式作業系統 12
2.2.4 嵌入式作業系統核心 13
2.2.5 即時系統核心程式 14
2.3 μC/OS核心研究 19
2.3.1 系統排程方式 19
2.3.2 系統內部行程通訊 21
2.3.3 記憶體管理 23
2.4 排程器研究 24
2.5 ARM處理器介紹 26
2.5.1 ARM處理器的發展歷史 27
2.5.2 ARM7介紹 28
2.6 Executable and Linkable Format (ELF) 30
第三章 系統設計 35
3.1 設計目標 35
3.2 硬體目標 37
3.3 軟體開發環境 38
3.4 內部行程通訊 41
3.5 系統模組 49
3.5.1命令代理模組 49
3.5.2工作管理模組 51
3.5.3記憶體管理模組 53
3.5.3.1一般記憶體管理 53
3.5.3.2網路記憶體管理 55
3.5.4排程模組 56
3.5.5計時器設計 57
3.5.6網路通訊模組 58
3.5.6.1網路控制器簡介 58
3.5.6.2網路記憶體管理 59
3.5.6.3通訊協定 61
3.6熱置換模組 68
3.7行動模組 70
3.8 HS2-Console 72
第四章 功能測試 80
4.1 新增模組測試 81
4.2 刪除模組測試 82
4.3 行動模組測試 84
第五張 成果與未來展望 88
5.1 目前成果 88
5.2 未來展望 88
參考文獻 90

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