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嵌入式实时操作系统性能测试方法的研究与应用

【摘要】: 近年来,随着计算机技术的飞速发展和芯片制造工艺的不断进步,嵌入式实时操作系统ERTOS(Embedded Real—Time Operating System)逐渐渗透到科学研究、工程技术等各个领域,其性能测试方法的研究也得到了越来越多的关注 嵌入式实时操作系统ERTOS是传统的嵌入式系统和实时操作系统的结合。ERTOS具有体积小、可配置、能适用于不同嵌入式环境的特点;通常采用微内核结构,其功能主要有事件管理、时间服务、中断服务、实时调度等;一般以较强的外部响应能力和较高的时间精度等为主要性能特征,具有一定的可预测性。 一般情况下,在操作系统的各项性能中,有多项性能相互之间存在关联关系,也就是说这些性能不是相互独立的。而根据现行的一些ERTOS性能评测方法,生成的测试方案大多是基于单个或少数测试性能的,且没有明确定义相关性能间的相互影响、关联关系,因而通常不能完全客观的评价实时操作系统的性能。针对这个问题,本文将被测试系统中相关的性能集合划分为两个子集,通过定义两个性能集合中元素间的关系来描述性能之间的依赖关系,在此基础上提出了一种将被测试的操作系统相关性能划分为影响集和评测集的双指标集测试模型。 本文首先设计并实现了嵌入式实时操作系统的测试系统。在对已有测试用例方法进行分析的基础上,以uC/OS-Ⅱ为测试对象,基于经典的Rhealstone方法生成了测试用例集,并在研制的测试系统上进行了实例测试。 基于本文提出的双指标集测试模型,以uC/OS-Ⅱ为例,设计了嵌入式实时操作系统性能测试方案,在测试系统上对实时操作系统uC/OS-Ⅱ的任务切换时间、中断响应时间和消息传递时间进行了实际测试。测试方案生成过程及测试实验结果证明了基于双指标集测试模型的测试方法,能够有效地保证系统性能测试的客观性,实验结果也验证了测试系统的可用性。

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