面向CPS節(jié)點操作系統的模塊加載方法的研究與設計.pdf

1、CPS(信息物理融合系統)是隨著計算技術，控制技術等迅速發(fā)展起來的新一代系統，它是建立在嵌入式計算，無線傳感器網絡基礎上的，具有廣泛的應用前景。CPS系統已經成為很多國家和高校的研究熱點，其中CPS節(jié)點操作系統是研究的一個重要方向。在傳感器節(jié)點工作的過程中，有時需要對操作系統的應用程序進行替換或者更新，因此研究并設計滿足節(jié)點操作系統需求的模塊加載方法，是構建節(jié)點操作系統的基礎。
　　本文在參考了大量文獻資料的基礎上，對無線傳感器網

2、絡進行了詳細分析，并且基于CPS節(jié)點操作系統的需求，提出了節(jié)點操作系統的模塊加載方法的研究目標為:實時性、可靠性、可擴展性、靈活性。為了提高靈活性和可擴展性等，本文設計了可加載模塊和動態(tài)鏈接方法，結合CPS節(jié)點操作系統的特點，將應用程序編譯成可加載模塊，并且在加載時進行動態(tài)鏈接，以便靈活、高效地進行模塊加載。
　　本文首先深入分析了典型的模塊加載方法，在此基礎上對可加載模塊，模塊加載技術和模塊間通信方法進行了深入地研究。其次，在分

3、析了標準ELF文件格式的基礎上，設計了壓縮ELF—CELF文件格式，在CELF中對ELF數據結構進行壓縮，對符號表、重定位表等進行精簡，并刪除一些無用的節(jié);需要加載的模塊都要編譯成CELF文件格式。再次，對模塊的動態(tài)鏈接和模塊間通信進行了詳細設計，動態(tài)鏈接保證了操作系統的靈活性;在模塊加載完成后，通過模塊與內核之間的通信，模塊與模塊之間的通信保證了各個模塊之間的協調工作，進而保證操作系統的正常工作，以及操作系統的可靠性。最后，通過理論分