嵌入式系统技术方案

一种包含至少一个用于运行操作系统（ＯＳ－Ａ、ＯＳ－Ｂ）的处理器（２）的嵌入式系统（１）。嵌入式系统（１）进一步包含：用于在处理器（２）中运行至少两个操作系统（ＯＳ－Ａ、ＯＳ－Ｂ）的装置（１７、４０１、４１２）；包含第一组线程（ＴＨＡ１、ＴＨＡ２、ＴＨＡ－ＩＤＬＥ）的第一操作系统（ＯＳ－Ａ）；包含第二组线程（ＴＨＢ１、ＴＨＢ２、ＴＨＢ－ＩＤＬＥ）的第二操作系统（ＯＳ－Ｂ）；用于向处理器（２）生成中断（ＦＩＱ、ＩＲＱ、ＳＷＩ）的装置（ｎＦＩＱ、ｎＩＲＱ、ｎＳＷＩ）；用于检查已经到达处理器（２）的中断（ＦＩＱ、ＩＲＱ、ＳＷＩ）影响哪个线程（ＴＨＡ１、ＴＨＡ２、ＴＨＢ１、ＴＨＢ２、ＴＨＡ－ＩＤＬＥ、ＴＨＢ－ＩＤＬＥ）的执行的装置（４０１、６０３、６１７）；用于将中断数据传输给与影响处理器（２）所接收中断（ＦＩＱ、ＩＲＱ、ＳＷＩ）的线程（ＴＨＡ１、ＴＨＡ２、ＴＨＢ１、ＴＨＢ２、ＴＨＡ－ＩＤＬＥ、ＴＨＢ－ＩＤＬＥ）有关的操作系统（ＯＳ－Ａ、ＯＳ－Ｂ）的装置（４０１、４１２、６０３、６０９、６１７）。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种按照权利要求1前序部分的系统。本专利技术进一步涉及一种按照权利要求13前序部分的方法和一种按照权利要求24前序部分的通信设备。在电子产业中，已经设计了许多有某种微处理器或相应的处理器作为基本功能部件的设备。这种处理器例如可以与微控制器定位在一起，其中它还有一些外设被设置在同一个微芯片中。这些设备也称嵌入式系统，其例子有移动站-如蜂窝网络移动站CMT(蜂窝式移动电话)、PC(个人电脑)、PDA(个人数字助理)等等。要控制这种设备的操作，经常要设计设备专用的操作系统，其基本任务是看管系统的定时、资源控制、不同程序块之间消息的处理和传输。这种操作系统通常被称为实时操作系统(RTOS)。这种实时操作系统的典型特征是，例如事实上它能被用于预测对诸如按键的外部中断的响应时间或定时、存储器资源的最小化使用，此外，实时操作系统对控制任务非常有效。此外，在实时操作系统中-例如在便携式设备中为了延长电池的使用时间-通常设计了一些用于控制负载量的属性。这种实时操作系统的大小，一般占用在10至100kB的程序代码和信息存储器(随机存取存储器RAM)。非实时操作系统与实时操作系统不同，例如运行不同操作的响应时间比实时操作系统中的长；另一方面，在非实时操作系统中也不能对响应时间进行预测。在多任务非实时操作系统中，每个执行过程都延缓相同或更低优先级的过程的执行，其中也可能延长响应时间。此外，非实时操作系统没有在操作系统的内核中确定的响应时间，这就对预测这种操作系统的执行速度造成了困难。移动站的存储器容量和其它系统资源有限。此外，在移动站中，经常不存在对外设-诸如可写的海量存储器(硬盘)或诸如快闪存储器的内存卡-的系统支持。在移动站中，一般不可能以动态方式将程序装入系统-就是说，移动站的软件是在制造阶段装入移动站的，也不能在有些情况下-例如由于维护-对程序进行更新。此外，许多移动站不含存储器管理单元(MMU)，因为移动站软件通常都是由移动站制造商制造和测试的。由于这些原因，特定于设备的实时操作系统也不包含对上述属性的支持。制造个人电脑和个人数字助理的公司已经开发了有对上述属性支持的操作系统，但是这些操作系统不是照这样实时地运行的，这样它们就不能预测运行某些操作的最大响应时间。这种操作系统的大小通常在200kB到数MB，这样，要让它们适应诸如移动站的便携式机器，未必容易。实时操作系统，特别是为数据处理设备开发的操作系统，有部分对立的要求，其中难于完成一个有可用于该操作系统的相同编程界面、同时具有所有必要属性-诸如较少的存储器占用和实时特性-的操作系统。近来，也开发了有数据处理器与电信设备组合的电子设备。这种设备在本说明书中称为通信设备。这种设备的一个例子是诺基亚9000通信器(Nokia 9000 Communicator)，它是一个体积较小的便携式设备，兼有数据处理操作和移动站操作二者的作用。然而，这种组合设备的一个目的是尽可能地使用以前开发的产品，其中一个目的是例如保持用于这种新设备中的不同设备的软件的兼容。实现这种目的的方法是，为其中的数据处理部分提供其自己的处理器和其自己的操作系统，并且移动站实施例也同样有它们自己的处理器和它们自己的操作系统。这样，就有可能尽可能有效地采用以前的产品开发的结果，加速设备的推出。然而，分立的处理器通常消耗比单一处理器解决方案所可能达到的更多的电量，其中这种便携式设备需要更高效的电池，否则其执行时间就不能保持得如分立的设备可能达到的那么长。现有技术水平的解决方案中实现在单一处理器运行两个操作系统的方法是，通过采用两个操作系统的特点来实现各操作系统。这种类型的组合存在的问题是，例如当各操作系统有非常不同的属性时，不可能执行要被组合的操作系统的所有属性。这导致的不利情况是，例如为这些操作系统开发的所有应用程序都不能使用、或者使用时需要改动应用程序。此外，当开发了新的应用时，必须对根据一个操作系统编制的应用程序按照另一个操作系统作改动。这就加大了所需的工作量和出错的概率。此外，专利US-5，278，973披露了一种其中能在一个处理器中使用几个操作系统的数据处理器。然而，每次只能使用这些操作系统中的其中之一。如果要变换操作系统，则要求必须取消使用中的操作系统的执行，并且要重新启动数据处理器。本专利技术的一个目的是实现一种嵌入式系统，其中至少两个操作系统能被一个处理器之类执行。本专利技术根据的思想是，建立至少一个至少部分公用的中断处理程序，用于在各线程上检查每个中断影响哪个操作系统，其中要将中断数据传送给各操作系统。按照本专利技术的嵌入式系统的特征将在权利要求1的特征部分中所介绍的内容中表示。按照本专利技术的方法的特征将在权利要求13的特征部分中所介绍的内容中表示。按照本专利技术的通信设备的特征将在权利要求24的说明部分中所介绍的内容中表示。本专利技术比现有技术水平的解决方案有显著的优点。由一个处理器耗费的负载量通常比假若将分立的处理器用于每个操作系统时的低。此外，因为能使用更多的诸如存储器的公用部件，所以减少了对空间的需求。按照本专利技术的嵌入式系统，使得已开发的应用程序无需作修改就有可能在其中使用，并且无论为哪个操作系统开发新应用程序，都无需首先对根据一个操作系统开发的应用程序按照另一个操作系统进行改变。与将两个操作系统组合起来使用任何一个操作系统的功能的解决方案以及每个操作系统有供自己支配的处理器的解决方案相比，本专利技术进一步减少了工作量和可能的出错量。此外，本专利技术的解决方案不减少操作系统的任何功能，它们仍然能在一定的应用或应用领域中-例如为了移动站功能的实现-被优化。此外，由于耗电量的减少，在便携式设备中，一次充电能维持更长的操作时间。下面将结合各附图来更详细地说明本专利技术。附图简介附图说明图1表示一个操作系统的层次结构；图2表示过程的一个状态模型；图3表示一例过程元素(process element)；图4a表示按照本专利技术的有利实施例的嵌入式系统的简化框图；图4b表示一个处理器的简化框图；图5表示一个与本专利技术的嵌入式系统一起使用的操作系统的简化示意图；图6a至6i表示本专利技术最佳实施例的嵌入式系统中处理中断的不同情形；图7a和7b表示消息传输中的机构的简化示意图；图8表示本专利技术最佳实施例的嵌入式系统中处理中断的一个情形中的简化有向图；图9表示本专利技术最佳实施例的嵌入式系统中一种交叉调度选择的定时图；图10表示本专利技术最佳实施例的嵌入式系统中一种交叉调度选择的功能图。为了便于更好地理解本专利技术，首先结合图1至3来说明现有技术水平的处理器和操作系统的各种解决方案。处理器可按指令集划分成两类复杂指令集计算机(CISC)和精简指令集计算机(RISC)。在精简指令集计算机中，去掉了一部分不常用的指令，例如，寻址方式(addressing forms)的数量可比复杂指令集计算机中的少。然而，在普通应用程序中，用非常少量的指令就能实现应用程序，其中一般就有可能用精简指令集计算机来实现必要的计算机程序。精简指令集计算机与复杂指令集计算机相比的优点是，例如能提高执行速度，另一方面，程序代码所需的存储空间也比使用复杂指令集计算机时的小。特别是，当程序存储器的容量减少时，对设备的负载量的需求也减少，另一方面，也能减少设备的体本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种包含至少一个用于运行操作系统（ＯＳ＿Ａ、ＯＳ＿Ｂ）的处理器（２）的嵌入式系统（１），特征在于，嵌入式系统（１）进一步包含： －用于在处理器（２）中运行至少两个操作系统（ＯＳ＿Ａ、ＯＳ＿Ｂ）的装置（１７、４０１、４１２）； －包含第一组线程（ＴＨＡ１、ＴＨＡ２、ＴＨＡ＿ＩＤＬＥ）的第一操作系统（ＯＳ＿Ａ）； －包含第二组线程（ＴＨＢ１、ＴＨＢ２、ＴＨＢ＿ＩＤＬＥ）的第二操作系统（ＯＳ＿Ｂ）； －用于向处理器（２）生成中断（ＦＩＱ、ＩＲＱ、ＳＷＩ）的装置（ｎＦＩＱ、ｎＩＲＱ、ｎＳＷＩ）； －检查装置（４０１、６０３、６１７），用于检查已经到达处理器（２）的中断（ＦＩＱ、ＩＲＱ、ＳＷＩ）影响哪个线程（ＴＨＡ１、ＴＨＡ２、ＴＨＢ１、ＴＨＢ２、ＴＨＡ＿ＩＤＬＥ、ＴＨＢ＿ＩＤＬＥ）的执行； －传输装置（４０１、４１２、６０３、６０９、６１７），用于将中断数据传输给与影响处理器（２）所接收中断（ＦＩＱ、ＩＲＱ、ＳＷＩ）的线程（ＴＨＡ１、ＴＨＡ２、ＴＨＢ１、ＴＨＢ２、ＴＨＡ＿ＩＤＬＥ、ＴＨＢ＿ＩＤＬＥ）有关的操作系统（ＯＳ＿Ａ、ＯＳ＿Ｂ）。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：R伦凯，V萨里宁，J坎托拉，J莱斯克莱，K莱姆皮宁，A普尔霍宁，
申请(专利权)人：诺基亚移动电话有限公司，
类型：发明
国别省市：FI[芬兰]