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第1章 高可靠实时操作系统1

1.1 高可靠实时操作系统概述1

1.2 高可靠RTOS发展现状及趋势3

1.3 航天对高可靠RTOS的需求6

1.4 本书的结构8

第2章 安全关键软件设计标准及规范概述10

2.1 软件可靠性11

2.1.1 软件可靠性概念11

2.1.2 软件可靠性评价12

2.2 高可靠软件设计13

2.2.1 软件可靠性工程13

2.2.2 软件可靠性设计技术15

2.3 软件可靠性与防危性区别17

2.4 国外安全关键软件研制标准18

2.4.1 DO-178B标准18

2.4.2 ARINC653标准21

2.4.3 NASA标准25

2.4.4 ECSS标准25

2.4.5 DOD标准27

2.5 国内安全关键软件研制标准27

2.5.1 GJB 2786-96标准27

2.5.2 GJB/Z 102-97标准28

2.5.3 GJB 438A-97标准30

第3章 RTOS基本概念和原理31

3.1 RTOS总体结构32

3.2 RTOS内核33

3.2.1 RTOS内核概述33

3.2.2 任务调度管理35

3.2.3 内存管理44

3.2.4 同步与通信48

3.2.5 中断／异常管理61

3.2.6 时钟定时器67

3.3 设备管理与驱动70

3.3.1 设备管理71

3.3.2 设备驱动75

3.4 嵌入式文件系统80

3.4.1 概述80

3.4.2 Flash文件系统83

第4章 国外航天应用的RTOS产品88

4.1 VxWorks产品介绍88

4.1.1 VxWorks基本结构89

4.1.2 VxWorks主流版本91

4.2 Integrity产品介绍93

4.2.1 Integrity-178B RTOS94

4.2.2 Integrity RTOS97

4.2.3 Integrity PC99

4.3 RTEMS产品介绍99

4.3.1 RTEMS内核结构及功能特点100

4.3.2 RTEMS版本发展101

4.4 QNX产品介绍103

4.4.1 QNXNeutrino RTOS104

4.4.2 QNX Neutrino RTOS Secure Kernel106

4.4.3 QNX Neutrino RTOS Safe Kernel107

4.4.4 QNX RTOS v4108

4.5 LynxOS产品介绍109

4.5.1 LynxOS109

4.5.2 LynxOS-178B112

4.5.3 LynxOS-SE115

第5章 高可靠RTOS设计原理116

5.1 RTOS可靠性设计理念116

5.1.1 RTOS可靠性设计面临问题116

5.1.2 高可靠RTOS设计模型120

5.1.3 可靠性与性能的权衡设计122

5.2 高可靠RTOS设计范例124

5.2.1 分区操作系统124

5.2.2 基于虚拟化的安全操作系统136

5.2.3 基于二代微内核的安全操作系统150

5.3 RTOS验证技术170

第6章 高可靠RTOS内核实现技术173

6.1 容错实时调度173

6.1.1 容错实时调度概述173

6.1.2 容错实时调度算法介绍179

6.2 内存保护195

6.2.1 内存保护的重要性195

6.2.2 多层次内存保护技术196

6.2.3 内存泄露的动态监测及回收201

6.2.4 蒙德里安内存保护208

6.3 空间辐照环境下的内存数据可靠存储212

6.3.1 空间辐照概述212

6.3.2 冗余内存分配技术213

6.3.3 内存冗余编码技术222

6.4 资源竞争防护226

6.4.1 资源竞争问题及防护技术226

6.4.2 动态检测算法229

6.4.3 静态检测算法236

第7章 设备驱动及可靠性增强技术245

7.1 高可靠RTOS设备驱动技术245

7.1.1 设备驱动概述245

7.1.2 设备驱动出现问题分析247

7.1.3 提高驱动可靠性的技术概述248

7.1.4 设备驱动加固技术介绍250

7.2 高可靠RTOS容错技术261

7.2.1 高可靠RTOS容错技术意义261

7.2.2 容错技术262

7.2.3 错误屏蔽策略263

7.2.4 错误恢复策略273

7.2.5 RTOS容错实现技术276

7.3 RTOS健康管理285

7.3.1 健康管理285

7.3.2 ASAAC中的系统管理288

7.3.3 ARINC653中的健康管理294

7.3.4 基于模型的健康管理技术298

第8章 RTOS测试技术和方法303

8.1 RTOS测试技术概述303

8.1.1 软件测试是RTOS可靠性保障的重要手段303

8.1.2 RTOS测试方法分类304

8.2 RTOS覆盖率测试307

8.2.1 覆盖率测试308

8.2.2 覆盖率测试工具简介313

8.2.3 目标码覆盖率测试316

8.3 RTOS综合功能测试318

8.3.1 RTOS功能点318

8.3.2 RTOS综合功能测试模型319

8.3.3 多维测试模型319

8.4 RTOS性能测试321

8.4.1 时间参考322

8.4.2 性能指标324

8.4.3 最大关中断时间比较方法334

8.5 RTOS基准测试340

8.5.1 RTOS基准测试套件340

8.5.2 Rhealstone342

8.5.3 ThreadMetric345

8.5.4 HartStone347

8.5.5 混合负载基准测试350

8.6 RTOS测试支撑技术362

8.6.1 RTOS接口测试自动化技术362

8.6.2 RTOS可移植接口技术368

参考文献381