ToB企服应用市场:ToB评测及商务社交产业平台

标题: OSEK的设计哲学与架构 [打印本页]

作者: 小秦哥    时间: 2024-6-13 21:12
标题: OSEK的设计哲学与架构
 1 前言

        OSEK是为单核分布式嵌入式控制单位量身定制的实时系统,对变乱驱动(event driven)的硬实时控制系统具有良好的适配性。OSEK没有强求不同软件模块间的完全兼容性,而是将重心放到了软件的可移植性上来。简朴来说,与其花费大量精力去适配各种软硬件环境,不如成为规则的订定者,让它们来适配我,OSEK如是说。
2 系统设计哲学

2.1 静态配置

       OSEK舍弃了统统动态配置OS对象的操作,转而接纳通过尺度接口来静态配置的方式,甚至连动态错误查询的操作都被舍弃。静态配置意味着稳固可控可猜测,另一方面也会规避动态操作对于系统运行速度的影响。
2.2 尺度化OS接口

        尺度化OS接口是OSEK的另一设计哲学,这使得应用程序与OS之间的接口通过系统服务的方式得以统一,OS成为硬件和应用程序之间天生的中间层,这进一步提高软件的可移植性。
        尺度化接口,主要包括系统调用(service calls),范例定义及常量定义等,以支持OS源码级的可移植性。然而,OSEK并没有尺度化与硬件直接相干的I/O接口(如图1所示),显然有点革命尚未乐成的感觉。        

图1 软件接口示意图 

2.3 拓展性

       多样的尺度化范例定义(conformance classes)、调治机制以及配置方式,使得OSEK的可拓展性也得到了很大的提高。微内核的设计思想,使得OS对于RAM,ROM和CPU的要求都相对较低,以至于其可以通过裁剪运行在8位控制器上。
2.4 错误检测(Error checking)

        OSEK的错误检测,包括开辟阶段的拓展状态(extended status for development phase)和生产阶段的尺度状态(standard status for production phase)两种范例。
        拓展状态允许通过调用系统服务进行加强型的错误检查,这必然带来更多的执行时间和内存空间等资源消耗。因此,拓展状态主要用于开辟阶段,并建议通过宏定义隔离开,一旦开辟测试完成后,则重新编译,去除这些运行时的错误检查,生成尺度状态版本。
2.5 车规级优化

        OSEK本质上就是为汽车控制系统量身打造,在可靠性、实时性及本钱方面都有着很多考虑:
        ① 包括任务、OS资源/服务在内的各类OS对象,都通过静态配置来生成,这包管了稳固性和可拓展性;
        ② 支持从ROM启动程序(executed from Read-Only-Memory);
        ③ 对于应用层程序来说,可移植性好;
        ④ 系统行为可猜测性好,易于软件规划摆设,满足车载实时性要求。
3 OSEK架构

        OSEK提供了不同服务和处理机制的聚集,用户通过静态配置来选择所必要的系统服务和处理机制。同时,根据应用的实际必要,划分了四个一致类(conformance classes)以规范OS的行为,同一类的应用之间应是可移植的
        服务的分类是以功能需求为基础的,这就包括了以下几个方面:
        ① 任务管理(Task management)
        包括任务的激活和终止(Activation and termination of tasks),以及任务状态、任务切换等;
        ② 同步与互斥机制
        包括临界区保护、基于变乱(event)的同步机制等;
        ③ 克制管理;
        ④错误处理。
3.1 处理品级

3.1.1 两个实体(entity)

        总的来说,OSEK管理着控制器的硬件资源,并向应用层以尺度化的接口提供系统服务,而这些服务都是面向以下两个实体的:
        ① 由OS管理的克制向量;
        ② 任务,包括基础任务和拓展任务(basic tasks and extended tasks);
3.1.2 三个处理品级(processing levels)

        在此基础上,OSEK定义了三个处理品级:
        ① 克制级别;
        ② 调治器级(内核级,这是一个逻辑级别);
        ③ 任务级;
        同时,如图2所示,对于各级别的优先级有如下规定:
        ① 克制的优先级高于任务;
        ② 克制处理可以包罗一个或多个优先级级别,即不同的克制的优先级可以不同;
        ③ 克制服务函数的优先级的实现依赖于具体的硬件环境;
        ④ 对于任务优先级和系统资源上限优先级来说,优先级的值越大,表示优先级越高

图2 OSEK的处理级别

3.2 一致类(Conformance classes,CC)

        为了针对不同的软硬件环境和产品应用需求做出更明白的规范,OSEK定义了四个一致类,且包管低级类可以向上升级至高级类。        

        一致类的定义主要从以下几个属性来划分的:
        ① 支持的任务激活次数;
        ② 支持的任务范例;
        ③ 支持的同优先级的任务个数;

图3 OSEK 一致类示意图

        具体来说,大概就是以上几个属性的排列组合:
        ① BCC1 (Basic Conformance class 1)
        只支持基础任务(basic tasks),且每个任务最多只能激活一次,每个优先级都只有一个任务,即不同任务的优先级不同;
        ② BCC2
        在BCC1基础上,支持基础任务的多次激活,同优先级可以有多个任务,仍只支持基础任务;
        ③ ECC1
        在BCC1的基础上支持了拓展型任务(extended tasks);
        ④ ECC2
        在ECC1的基础上,支持基础任务的多次激活,且同优先级可以有多个任务;

图4 不同CC的最低要求 

        其他信息,如图4所示。

免责声明:如果侵犯了您的权益,请联系站长,我们会及时删除侵权内容,谢谢合作!更多信息从访问主页:qidao123.com:ToB企服之家,中国第一个企服评测及商务社交产业平台。




欢迎光临 ToB企服应用市场:ToB评测及商务社交产业平台 (https://dis.qidao123.com/) Powered by Discuz! X3.4