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《tinyos任務(wù)調(diào)度機(jī)制與實(shí)時(shí)調(diào)度構(gòu)件設(shè)計(jì)》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線(xiàn)閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫(kù)。
1、TinyOS任務(wù)調(diào)度機(jī)制與實(shí)時(shí)調(diào)度構(gòu)件設(shè)計(jì)第27卷第11期2007年11月計(jì)算機(jī)應(yīng)用ComputerApplicationsVo1.27No.11Nov.20o7文章編號(hào):1001—9081(2007)11—2740—03TinyOS任務(wù)調(diào)度機(jī)制與實(shí)時(shí)調(diào)度構(gòu)件設(shè)計(jì)劉奎安,郭文生,桑楠(電子科技大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)與工程學(xué)院,成都610054)(1ka10271982@sina.eom)摘要:TinyOS是一個(gè)開(kāi)源的構(gòu)件化操作系統(tǒng),它采用構(gòu)件化描述語(yǔ)言nesC進(jìn)行開(kāi)發(fā),主要針對(duì)資源非常有限的無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)而設(shè)計(jì).分析了TinyOS一2.x的任務(wù)調(diào)度機(jī)制,針對(duì)其在實(shí)時(shí)應(yīng)用領(lǐng)域的調(diào)度缺陷,設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)
2、了一種軟實(shí)時(shí)任務(wù)調(diào)度構(gòu)件.根據(jù)構(gòu)件在TOSSIM仿真器中的驗(yàn)證分析,能有效增強(qiáng)TinyOS的實(shí)時(shí)性能.關(guān)鍵詞:無(wú)線(xiàn)傳感器;TinyOS;實(shí)時(shí);構(gòu)件設(shè)計(jì);TOSSIM中圖分類(lèi)號(hào):TP316;TP311文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:ASchedulemechanismofTinyOSanditsreal-timeschedulecomponentdesignLIUKui—an,GUOWen—sheng,SANGNan(SchoolofCompu~rScienceandEngineering,UnivemityofElectronicScienceandTechnologyofChina,ChengduSichua
3、n610054,China)Abstract:TinyOSisanopen—sourcecomponentoperatingsystemforsensornetworksnodesthathasverylimitedresoui~e8.TinyOSWaSimplementedincomponent—developinglanguagenesC.ThroughanalyzingtheschedulemechanismofTinyOS-2.x,asoftreal—timeschedulercomponentwasdesignedandimplementedforreal—time印plicatl
4、ons.SimulationresultsinTOSSIMdemonstratethatthesoftreal?timecomponentimprovesthereal—timeperformanceofTinyOS.Keywords:wirelesssensornetworks;TinyOS;real?time;componentdesign;TOSSIM0引言1TinyOS-2.x的調(diào)度機(jī)制無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)(WirelessSensorNetworks,wsN)是由大量體積較小,能源受限,具有一定計(jì)算,存儲(chǔ)和無(wú)線(xiàn)通信能力的傳感器節(jié)點(diǎn)組成的無(wú)結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò).2J.它綜合了傳感器,嵌入式,無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò),
5、分布式信息處理等技術(shù).由于WSN自身具備的特征,已廣泛應(yīng)用于國(guó)防軍事,環(huán)境監(jiān)測(cè),交通管理,醫(yī)療衛(wèi)生等領(lǐng)域.無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)作為一個(gè)新興的研究領(lǐng)域,其中存在大量挑戰(zhàn)性的研究課題,節(jié)點(diǎn)上的操作系統(tǒng)(WirelessSensorNetworksOperationSystem,WSNOS)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)就是其中之一.目前,國(guó)外許多大學(xué),研究機(jī)構(gòu)著手于WSNOS的研究,開(kāi)發(fā)出了TinyOSl,Magnet,MANTIS,SenOS等具有典型特征的WSNOS.其中,由UCBerkeley依靠Smartdust(智能塵埃)項(xiàng)目開(kāi)發(fā)出的TinyOS得到了廣泛關(guān)注和應(yīng)用.TinyOS是全新面向WSN的源碼級(jí)構(gòu)件化操
6、作系統(tǒng),由構(gòu)件開(kāi)發(fā)語(yǔ)言nesC¨開(kāi)發(fā),其內(nèi)核只需要400字節(jié)的內(nèi)存空間即可運(yùn)行起來(lái),是一個(gè)輕量級(jí)操作系統(tǒng).但在實(shí)時(shí)應(yīng)用中,TinyOS簡(jiǎn)單的FIFO調(diào)度算法就顯得不再適用,在任務(wù)數(shù)較多時(shí)重要任務(wù)的響應(yīng)時(shí)間無(wú)法得到保證.因此,針對(duì)實(shí)時(shí)應(yīng)用的實(shí)時(shí)性需求,本文深入分析了TinyOS-2.x調(diào)度機(jī)制和調(diào)度相關(guān)的構(gòu)件,提出了具有軟實(shí)時(shí)性能的任務(wù)調(diào)度機(jī)制,開(kāi)發(fā)了相應(yīng)的系統(tǒng)調(diào)度構(gòu)件,通過(guò)在TOSSIM仿真器中進(jìn)行仿真分析,此實(shí)時(shí)系統(tǒng)調(diào)度構(gòu)件能提高TinyOS的實(shí)時(shí)性能.1.1TinyOS的任務(wù)事件驅(qū)動(dòng)的并發(fā)模型TinyOS采用任務(wù)和事件驅(qū)動(dòng)相結(jié)合的兩級(jí)并發(fā)模型(如圖1).圖1TinyOS任務(wù)事件驅(qū)動(dòng)并發(fā)模
7、型示意圖任務(wù)機(jī)制任務(wù)由用戶(hù)應(yīng)用程序定義,可以由應(yīng)用程序或事件處理程序創(chuàng)建.任務(wù)由task關(guān)鍵字定義,具體定義語(yǔ)法為:taskvoidmyTask(){..-}.任務(wù)由post關(guān)鍵字創(chuàng)建,具體語(yǔ)法為:postmyTask().創(chuàng)建任務(wù)時(shí),TinyOS的調(diào)度器將任務(wù)加入任務(wù)隊(duì)列的隊(duì)尾.核心調(diào)度策略中的任務(wù)調(diào)度器把此任務(wù)加入任務(wù)隊(duì)列后就立即返回,任務(wù)則延遲執(zhí)行.在等待執(zhí)行的任務(wù)隊(duì)列中,各個(gè)任務(wù)之間采用FIFO原則進(jìn)
