[1]张 正,贾小林.面向 NB-IoT 的微内核 RTOS 的设计与实现[J].计算机技术与发展,2022,32(10):76-81.[doi:10. 3969 / j. issn. 1673-629X. 2022. 10. 013]
　ZHANG Zheng,JIA Xiao-lin.Design and Implementation of Microkernel RTOS for NB-IoT[J].,2022,32(10):76-81.[doi:10. 3969 / j. issn. 1673-629X. 2022. 10. 013]
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面向 NB-IoT 的微内核 RTOS 的设计与实现()
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《计算机技术与发展》[ISSN:1006-6977/CN:61-1281/TN]

卷:
32
期数:
2022年10期
页码:
76-81
栏目:
软件技术与工程
出版日期:
2022-10-10

文章信息/Info

Title:
Design and Implementation of Microkernel RTOS for NB-IoT
文章编号:
1673-629X(2022)10-0076-06
作者:
张 正; 贾小林
西南科技大学 计算机科学与技术学院 RFID&IOT 实验室,四川 绵阳 621000
Author(s):
ZHANG Zheng; JIA Xiao-lin
RFID&IOT Lab,School of Computer Science and Technology,Southwest University of Science and Technology,Mianyang 621000,China
关键词:
微内核; 实时操作系统; 窄带物联网; 动态加载; 动态链接
Keywords:
microkernel; RTOS; NB-IoT; dynamic loading; dynamic linking
分类号:
TP316. 2
DOI:
10. 3969 / j. issn. 1673-629X. 2022. 10. 013
摘要:
实时操作系统(Real-Time Operating System,RTOS) 被广泛应用于窄带物联网( Narrow Band Internet of Things,NB-IoT)设备之中。 这类设备对体积、能耗与稳定性有着严格的限制。 NB-IoT 设备多采用宏内核的 RTOS,能得到较好的运行性能,但要求更多的硬件资源,并且内核中出现的问题很可能会导致整个系统崩溃。 该文对传统 RTOS 进行改进,设计开发了无内存管理单元( Memory Management Unit,MMU)的微内核实时操作系统( nM-MKRTOS) 。 该系统针对 NB-IoT 中资源较少的设备,利用微内核的优势,其通过动态加载与链接( Dynamic Loading and Dynamic Linking,DL2 )技术实现内存复用和快速启动,并采用模块化开发的方式提高系统稳定性。 在实际测试中,nM-MKRTOS 通过内存复用技术将内存利用率提高了 56. 25% ;在系统的启动测试中,通过在 DL2 技术中引入权重加载,系统的核心功能在三个任务子集上的启动时间分别减少 57. 59% 、52. 55% 与 47. 59% 。 该系统能够广泛应用于智慧农业、智慧校园等场合,能够降低系统成本,提高系统稳定性。
Abstract:
Real-Time Operating System ( RTOS) is widely used in Narrow Band Internet of Things ( NB - IoT) devices. NB - IoTdevices mostly use RTOS with macro kernel,which can get better performance but requires more hardware resources and problems in the kernel may cause the whole system to crash. In this paper,we improve the traditional RTOS and design and develop the nM-MKRTOS without Memory Management Unit ( MMU) . Aiming at the devices with fewer resources in NB-IoT,the system realizes memory reuseand fast startup through Dynamic Loading and Dynamic Linking ( DL2 ) according to the advantages of micro kernel,and adopts modular development to improve system stability. In the actual test,nM-MKRTOS has improved memory utilization by 56. 25% through memory reuse technology. In the system startup test,by introducing weighted loading in DL2 technology,the startup time of the core functions of the system was reduced by 57. 59% , 52. 55% and 47. 59% for the three task subsets respectively. The system can be widely used in smart agriculture,smart campus, etc. ,which can reduce system cost and improve system stability.

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更新日期/Last Update: 2022-10-10