8051单片机嵌入式操作系统设计与NoC内核实现

"这篇论文主要探讨了单片机嵌入式操作系统的研发，特别是针对8051单片机的简单嵌入式操作系统设计，并研究了NoC（Network on Chip）结构的操作系统内核设计。作者刘彦鑫在导师李哲英的指导下，对8位处理器的操作系统开发进行了补充，提出了一种适用于8051单片机的嵌入式操作系统，降低了软件开发的重复性工作。此外，论文还关注了NoC结构的片上网络，设计了一个微内核操作系统，以适应Noc分布式操作系统的需求，并预留了接口用于节点间的通信。通过实现FIR低通滤波器，验证了该系统的功能可行性。关键词包括8051单片机、嵌入式操作系统、进程调度和NoC片上网络。" 嵌入式操作系统在当今的电子设备中起着至关重要的作用，它为应用程序提供基础和支持。本论文主要研究的是16/32位处理器的嵌入式操作系统相对成熟，但8位处理器操作系统开发相对较少的情况。8051单片机由于其广泛应用，成为作者关注的重点。设计出的8051单片机嵌入式操作系统简化了软件开发流程，提高了开发效率。 NoC结构是一种新兴的芯片设计方法，通过在芯片内部构建网络来实现各个处理单元之间的通信。针对NoC结构，论文提出了一个扩展的嵌入式操作系统内核，旨在有效地管理和调度计算资源，优化软硬件利用率，以及合理组织工作流程。内核设计中预留了接口，以便实现不同节点间的通信，从而构建分布式操作系统。 在操作系统设计上，采用了微内核架构，这是一种高效且灵活的设计方式，核心仅包含最基本的服务，其他服务通过消息传递机制在用户空间实现。论文中的微内核操作系统针对瑞典KTH研究小组的Dense NoC结构进行设计，提供了进程调度和进程间通信功能，以满足NoC分布式操作的需求。 为了证明设计的有效性，作者实现了一个FIR（Finite Impulse Response）低通滤波器。通过这个实际应用，验证了操作系统内核预留的接口可以成功实现节点间数据通信，证实了设计目标的达成。 这篇论文不仅对嵌入式操作系统的发展现状进行了分析，还对8051单片机的嵌入式操作系统设计和NoC结构的操作系统内核进行了深入研究，为8位处理器的嵌入式系统开发提供了新的思路，也为NoC环境下的分布式操作系统设计打下了基础。