[發明專利]一種基于高速協議通道的實時微內核系統及其初始化方法

有效

• 申請號: 201910135108.4
• 申請日: 2019-02-20
• 公開（公告）號: CN111596962B
• 公開（公告）日: 2023-05-30
• 發明（設計）人: 代向東;劉寧博;郭皓;丁麗麗;任明洋;董軍平;劉莉
• 申請（專利權）人: 中標軟件有限公司
• 主分類號: G06F9/4401
• 分類號: G06F9/4401
• 代理公司: 北京匯智英財專利代理有限公司 11301
• 代理人: 何佳

1.一種基于高速協議通道的實時微內核系統，其特征在于：包括依次連接的程序功能模塊、系統任務模塊以及硬件，其中，程序功能模塊用于接收用戶的任務需求，系統任務模塊用于控制硬件響應用戶的任務需求，并且，系統任務模塊中設置有高速協議通道，高速協議通道通過通用原語直接請求任務執行；

所述系統任務模塊包括文件系統模塊、內存管理器、網絡堆棧模塊以及設備驅動模塊，其中，文件系統模塊通過高速協議通道完成線程調度，內存管理器通過高速協議通道完成內存地址空間分配，網絡堆棧模塊通過高速協議通道完成進程間通信，設備驅動模塊通過高速協議通道完成硬件的終端處置；

所述高速協議通道直接請求任務執行的通用原語包括：用于實現同步調用通道的hspc_call()，用于實現同步等待通道的hspc_wait()，用于實現異步發送通道的hspc_send()，用于實現異步應答通道的hspc_reply()；

所述實時微內核系統通過通用原語實現對高速協議通道的封裝，并于內核態對通用原語進行解析；

所述高速協議通道實現參數傳遞的方法包括：以arm架構為例約定高速協議通道頭部指針由R10寄存器進行參數傳遞；

系統任務模塊通過高速協議通道執行用戶任務的方法包括：通過Int?21?軟中斷指令陷入內核，并由HSPC解析函數解析HSPC幀，進而獲取任務執行號，通過直接的任務模塊ipc或者通過HSPC間接ipc實現模塊直接的相互調用及協調。

2.如權利要求1所述的基于高速協議通道的實時微內核系統，其特征在于：所述程序功能模塊包括系統調用模塊和多個應用程序模塊，其中，應用程序模塊通過系統調用模塊與系統任務模塊連接，或直接與系統任務模塊中的高速協議通道連接。

3.如權利要求1所述的基于高速協議通道的實時微內核系統，其特征在于：所述系統任務模塊與程序功能模塊通過可移植操作系統接口規范連接，所述系統任務模塊與硬件通過可擴展固件接口連接。

4.如權利要求1所述的基于高速協議通道的實時微內核系統，其特征在于：所述高速協議通道內還設置有安全可信模塊，用于提高高速協議通道工作的安全性。

5.一種基于權利要求1-4中任一項所述的實時微內核系統的系統初始化方法，其特征在于，包括如下步驟：

步驟S1：硬件加電初始化；

步驟S2：驗證高速協議通道并引導內核；

步驟S3：初始化內存；

步驟S4：初始化高速協議通道數據結構；

步驟S5：開啟內核任務模塊；

步驟S6：開啟核外任務模塊；

步驟S7：判斷核外是否允許直接IPC，若是，則進行步驟S8，若不是，則關閉核外通信機制；

步驟S8：初始化核外任務模塊消息列隊；

步驟S9：內核主進程進入循環模式，初始化結束。

6.如權利要求5所述的系統初始化方法，其特征在于：

所述步驟S1中，通過可擴展固件接口標準確定操作系統與平臺固件之間的接口；

所述步驟S2中，通過加載內核和虛擬文件系統，由內核啟動完成內核的引導；

所述步驟S3中，初始化內存后，讀取內存配置文件，并為物理內存分配地址空間；

所述步驟S4中，初始化的高速協議通道數據結構包括：中斷向量表、服務向量表、進程控制塊、用戶控制塊、訪問控制塊、執行控制塊、可信軟件基、地址空間塊以及事件傳輸塊；

所述步驟S5包括：設置執行環境、初始化頁表、初始化中斷向量表及系統時間。