胡安正-基于ARM平台的嵌入式实时操作系统-黄齐解析

1、湖北文理学院“大学生创新创业训练计划”项目申报书学院：物理与电子工程学院项目名称：基于ARMP台的嵌入式实时操作系统 创新训练项目项目类型： 创业训练项目 创业实践项目负责人：黄齐指导教师：胡安正湖北文理学院教务处二一五年四月填写须知一、项目分类说明：1. 创新训练项目是本科生个人或团队，在校内导师指导下， 自主完成创新性研究项目设计、研究条件准备和项目实施、研究 报告撰写、成果（学术）交流等工作。2. 创业训练项目是本科生团队，在校内导师指导下，团队中 每个学生在项目实施过程中承担一个或多个具体的角色，通过编 制商业计划书、开展可行性研究、模拟企业运行、进行一定程度 的验证试验，撰写创业报告

2、等工作。3. 创业实践项目是学生团队，在学校导师和企业导师共同指 导下，采用前期创新训练项目（或创新性实验）的成果，提出一 项具有市场前景的创新性产品或者服务，以此为基础开展创业实 践活动。申报该类项目需额外提交企业导师合作指导协议书作为 附件。二、申报书请按顺序逐项填写，填写内容必须实事求是，表 达明确严谨。空缺项要填“无” 。三、申请参加大学生创新创业训练计划项目团队的人数含负 责人在内不得超过 5 人。四、填写时可以改变字体大小等，但要确保表格的样式没有 被改变；填写完后用 A4 纸张双面打印，不得随意涂改。月4年61 O2 至负责人名 姓院 学号 学aa m EE齐 黄-院 学 电 物

3、项目组成员阳 贵 刘-院 学 电 物-院 学 电 物虎 志 尹-院 学 电 物«-院 学 电 物指导教师名 姓正 安 胡院 学 程 工 子 电 与 H7 二 理 物 院 学 H7 二 理 文 匕 Waa m E-校外导师名 姓#/称aa m E-费工、，纫调喺 权欲统选沏七 传幵授懈系，叩氷 般的啲作别少嵌 数环贵弊麻机彳 、好昂效时财、为 止S度要高实制密 , 同仙需 J式纳谕力 间MZ込冰兀伸S>能 之，SKM浊有?系XW 务理oMR个葫序讯 任衍CC一阳皿通 多 U出比懺叩 及人如削发BXB倂 a#者叙心研RMI以你 XT忙砺，邮 任 彳 厶J E 的 再 去 量 统比I

4、fT 台，術号 。 系MBbIR 平 度信 当拓必tw战调有台 ，能 如制朋的具平 用珂§彩刖川以也M 应对出mee独曲 瞬 樹陥修刑站00己间能效 左廐计用用C自时功高 字系设山占M冷于的廉 30式亍高 R 具基斥氐 2M加好九八FA者互刪 竹 m>、计pa卡级步供 目目尤岷M,B处m同姒 项 叭亦，案其川讯开 一 递发用方使基通统二、申请理由（包括自身/团队具备的知识、条件、特长、兴趣、前期准备等）1、自身及团队具备的知识：通过课堂学习、实验室探究和实践训练，我们具备了一定的专业知识：我们学习并掌握了汇编语言、C语言等多种计算机语言，并在编程基础上学习了 以ARM Cort

5、ex-M3为内核的STM32单片机等芯片,熟悉内核基本的工作原理，2、自身及团队具备的条件：<1>本项目组有5名成员，团队成员各有所长，容易沟通合作，分工明确，对 系统各部分的工作互有了解，有两人熟悉调度算法，一人负责上下文切换的实现， 还有人实现系统的部分核心组件。<2>本项目组具有丰富科研能力和实践经验的导师指导，每个成员极具创业激 情，学习能力很强，理论知识过硬、实践经验丰富，很多参加过各类校级、省级比 赛并取得优异成绩。<3>本项目依托物电学院的国家创新人才培养基地、省级电工电子实验教学示 范中心、物电学院创新创业中心、物理探索实验室，进行实验探究。

6、已有数字化实 验室及创新实验室，数字化实验室可以进行计算机控制系统的CAD设计、Matlab仿真及虚拟仪器LabView仿真，可以进行专题研究性实验和大学生科研项目。3、自身及团队的特长：本团队成员都经过了一定的培训。在专业技能方面，有的熟悉单片机各类外设 总线的使用；有的熟悉系统内核和编程模型；有的擅长程序的开发与调试，其开发 的程序性能稳定；有的擅长善于与人沟通，有较好的语言表达能力和文字处理能力； 有的热爱市场调研和管理工作。4、自身及团队的兴趣：实践探索与研究、电子产品DIY制作、单片机开发与应用。5前期准备：（1）.本项目总体设计分为任务切换器，任务调度器，系统内核和组件等（2）.搜

7、集ARh内核的文档和相关资料，熟悉其编程模型和系统指令（3）收集了大量关于现有嵌入式实时操作系统的实现和资料等，吸收其优点 并规避其不足之处，并针对ARM平台进行优化设计（4）.系统主体尝试尽可能多地以 C语言来实现，关键部分 C语言无法完成的 功能，由汇编语言来实现三、项目方案（计划、技术路线、人员分工等）计划：1. 进一步查阅有关资料，选择最成熟、稳定的制作方案。2. 制作出一套完整的系统，并实地测验。4. 整理数据，总结经验。5. 制作该系统的最终版本。项目方案设计：1、系统内核设计 以ARM Cortex M3内核为目标系统来设计上下文切换器 以STM32F10系列单片机作为测试平台来

8、验证代码功能 在测试平台上实现基本的任务切换功能2、系统软件设计在系统能够正常实现任务切换的基础上，完善系统的调度机制，并增添互斥量， 邮箱，临界资源保护等功能，并对外提供开放接口拓展系统的功能3、安装、调试系统和程序软件。将此系统应用于目前已有的实际项目中，并根据实际需求优化其性能表现和降低 使用成本，技术路线：用户可以根据自己所设计的应用的任务数量来对系统任务数进行剪裁以提高 系统性能，并根据不同任务的重要程度为其分配唯一优先级，此优先级在注册任务之后也会作为任务唯一的编号，用户可以使用系统提供的API来控制任务的切换，同步和访问临界区资源，任务的删减和变更也只是调用系统 API，而不用对

9、程序架构 进行修改。在系统启动之后，会根据任务的优先级进行任务调度，保证程序的正常 运行。技术流程图：应用程序硬件人员分工:系统开发上下文切换器黄齐调度器黄齐尹志虎优先级决策刘贵阳杜文系统组件陈璇管理与协调黄齐四、项目特色与创新点项目特色：1低成本、高效率，工业级的可靠性和可维护性，应用范围广阔2 内核占用资源小，简单易用，支持三种调度算法，可以方便地移植到其他平 台3全自主开发，拥有完整的知识产权，方便改进和定制项目创新点：1. 市面上的同类系统都大而全，本项目针对中小型制作设计，并针对ARMDortexM3内核进行优化，充分利用了它的特性，实现了高性能和低成本2. 系统内核完全可剪裁，多种

10、调度策略可选3. 可以方便地迁移到 ARM Cortex M0和ARM Cortex M4内核上运行4. 对系统结构影响小，仅仅只需要使用一个时基中断和一个任务切换请求中断， 并且不影响其他外设的正常中断五、项目进度安排2015.42015.5 拟定本项目详细的研发实施方案；2015.52015.8 采购所需的测试仪器和平台，并进行学习工作2015.92015.11进行对ARM内核的学习，并逐步开始系统的开发2015.122016.2改进算法，并提升系统的性能和可靠度2016.22016.4 成果鉴定、推广，整理数据，撰写项目结题报告。六、项目经费使用计划（要求说明项目经费）用途费用调研与研学2500 元材料费3500 元设备费2000 元软件研发费4000 元成果鉴定费5000 元合计1.7力兀七、项目完成预期成果（论文级别、专利、设计、产品、服务；创新实践项目需说 明公司规模、营业