项目背景
1998年,比尔·盖兹在深圳向国人推出了“维纳斯”计划的概念,旨在电子、家电产品的 信息化和智能化。与此相应的是,由中国科学院北京凯思软件集团昊鹏软件公司发起提出的我 们中国人自己的“维纳斯”计划—“女娲”计划,更是在信息产业领域引起了极大的反响。
作为“女娲”计划的具体执行者—中国科学院北京凯思昊鹏软件工程技术有限公司经过这 几年的不懈努力,其核心产品—Hopen嵌入式操作系统也取得了长足的进展,其产品从Hopen 1.0、2.0发展到目前的Hopen OS 3.0,在技术、功能和系统的易用性方面日趋成熟完善;同 时,Hopen操作系统支持的产品在信息家电、手持无线设备、网络计算机等方面也得到了广泛 的应用。 系统概述 Hopen OS 3.0操作系统由核心基本模块和其他功能模块组合构成。
Hopen核心模块是Hopen OS的核心部分,是一个多任务全程可抢占式调度的实时操作系统 核心,提供实时系统所需要的基本要素-多任务、由优先级驱动的急者优先式调度方法和快速 现场切换,包括:
中断处理:所有的硬件中断和软件中断首先由内核确定由哪一个中断处理程序处理,然后 进行保护中断现场的操作后转入相应的中断处理程序。
任务切换:完成应用任务的管理,是操作系统内核的核心部分,具有创建任务、设置任务 属性、获取任务属性等功能。
进程间通讯:提供应用任务之间通信、同步和互斥机制,对各任务之间的协调工作起着重 要的作用。为此内核提供了四种机制:消息队列、事件、互斥锁、信号灯。
内存管理:提供申请可变大小数据块和申请固定大小数据块的管理。
在核心基本模块基础上,用户可以组合Hopen虚拟文件系统、Hopen虚拟网络系统等,构成 不同的Hopen核心模式。
测试内容
Hopen OS 3.0通过硬件抽象层实现了对多种硬件平台的支持,包括X86、PowerPC、ARM、 MIPS等,在本次测试中采用了Motorola公司的MX1(ARM920t核心),测试范围包括Hopen OS 3.0实时核心(中断处理、任务管理、内存管理、进程间通讯)、文件系统(ROM、RAM、 FLASH)和网络系统(IP、TCP、UDP、SOCKET)三部分,主要针对这三部分的功能、性能、可 靠性、软硬件兼容性、API接口等方面进行了测试。
其中功能测试主要验证实时核心、文件系统、网络系统各部分主要功能实现的正确性。
性能测试主要包括实时核心的实时性能(中断处理时间、任务切换时间、进程间通讯时间 等)、文件系统的性能(ROM、RAM、FLASH上创建、删除、修改、读取、写入文件等的时 间)、网络系统的性能(TCP、UDP的吞吐带宽等)。
可靠性主要考察系统初始化和应用系统运行后内存的分配回收情况、文件系统在大压力下 功能实现的正确性、网络系统长时间运行的稳定性等方面。
软硬件兼容性主要包括对不同存储设备、不同网络协议的兼容性。
API接口测试主要考察提供的API接口是否易于使用,是否具有统一的标准,是否符合 POSIX标准等。
在测试中我们使用了嵌入式系统专用测试工具CodeTest 3.5。
测试结果
Hopen OS 3.0采用了POSIX标准的API接口,易于用户的二次开发。例如,本次测试中功能 测试、性能测试、可靠性测试、软件兼容性测试均是通过使用API编写相应的测试程序完成 的。
在功能测试中, Hopen OS 3.0系统各部分的主要功能均通过了严格测试,基本没有发现 大的缺陷和问题。
在性能测试中,Hopen OS 3.0的实时性能比较优异,其中中断响应时间为0.875μs,中断 返回时间为10.02μs ,任务上下文切换时间为193ns,可以满足嵌入式系统的实时性要求。
在可靠性测试中,Hopen OS 3.0顺利通过了文件系统大压力测试,未出现异常现象;系统 初始化和应用系统运行后均未出现内存泄漏现象;网络系统长时间运行未出现异常现象。
在兼容性测试中,Hopen OS 3.0能够与不同的硬件存储设备和网络协议兼容。
测试后记
3C融合、三网融合、中小企业信息化加速进行,无论是消费电子、还是企业计算市场,从 掌上电脑、软交换机到即插即用的电子邮件服务器,对嵌入式系统的需求从来都未像今天这般 为IT业所重视。我们可以窥斑见豹地感受到IT产品市场正面临着这样三个互相关联的机遇:下 一代互联网的自主运算趋势;企业对IT解决方案后台化、简单化的诉求;消费者期待网络功能 强大、简单易用、扩展方便、稳定低耗的下一代手持计算设备。这三方需求正在拉动一个以消 费电子设备、自主计算网络部件和功能服务器等产品为代表的全新嵌入式系统及相关产品、解 决方案市场的快速发展,在此背景下,凯思公司不仅与多家硬件厂商推出了基于Hopen 系统的 产品平台和全套解决方案,而且与多家企业联手推出产品,使Hopen系统得到广泛的应用。
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