GJB 中华人民共和国国家军用标准 FL 0112 GJB 7718-2012 军用嵌入式操作系统技术要求 Technical requirements for military embedded operating system 2012-11-26发布 2013-01-01实施 中国人民解放军总装备部批准 GJB 7718-2012 目 次 前言 I 范围· 1 2引用文件 3术语、定义和缩略语· 3.1术语和定义…· 3.2缩略语 4系统结构? 5功能要求· 5.1核心功能 5.2 扩展功能· 性能要求 6.1 时间· 6.2 空间资源· 接口要求· 7 安全性要求 8 8.1 基本要求 8.2 可选要求· 9 可靠性要求 可维护性要求· 10 可移植性要求…· 11 11.1 硬件平台相关的可移植性 11.2 应用支持的可移植性· 11.3 基于编码的可移植性 可定制性要求 12 13 人机交互要求 安装要求 14 GJB 7718-2012 前言 本标准由中国人民解放军总装备部电子信息基础部提出。 本标准起草单位：总装备部武器装备论证研究中心、中国电子科技集团公司第三十二研究所、中国 航天科工集团第二研究院七O六所、中国航空工业集团公司第六三一研究所、中国船舶重工集团公司第 七○九研究所、北京神舟航天软件技术有限公司、北京科银京成技术有限公司。 本标准主要起草人：杨广华、李海龙、战 茅、房友园、齐璇、苏晓艳、邓世伟、彭 宏、 张文叶、李运喜、王继红、周启平、刘刚。 II GJB7718-2012 军用嵌入式操作系统技术要求 1范围 本标准规定了军用嵌入式操作系统的技术要求。 本标准适用于军用嵌入式操作系统的研制、测评、使用和维护。 2引用文件 下列文件中的有关条款通过引用而成为本标准的条款。凡注日期或版次的引用文件，其后的任何修 改单（不包括勘误的内容）或修订版本都不适用于本标准，但提倡使用本标准的各方探讨使用其最新版本 的可能性。凡未注日期或版次的引用文件，其最新版本适用于本标准。 GB/T11457信息技术-软件工程术语 GJB7710-2012军用嵌入式实时操作系统用户界面要求 GJB7713-2012军用嵌入式操作系统模块裁剪配置要求 GJB7714一2012军用嵌入式实时操作系统应用编程接口 GJB/Z102软件可靠性和安全性设计准则 3术语、定义和缩略语 3.1术语和定义 GB/T11457确立的以及下列术语和定义适用于本标准。 任务task 具有独立功能的指令序列，是嵌入式操作系统内核调度的基本单位。 3.2缩略语 ARP—地址解析协议(Address ResolutionProtocol)； HTTP—超文本传输协议(HypertextTransferProtocol)； -网络控制报文协议（InternetControlMessageProtocol)； ICMP IP——网络互连协议(InternetProtocol); MMU—内存管理单元（MemoryManagementUnit)； TCP—传输控制协议(TransmissionControlProtocol); 一远程登录服务协议（TelecommunicationNetworkProtocol)； TELNET- TFTP—简单文件传输协议(TrivialFileTransferProtocol); UDP—用户数据包协议(UserDatagramProtocol)。 4系统结构 军用嵌入式操作系统应采用模块化的软件架构，具备标准化、构件化、能扩展、可移植等特点。军 用嵌入式操作系统一般应包括核心功能和扩展功能，核心功能主要是任务管理、任务同步与通信、时钟 /定时器管理和中断/异常处理；扩展功能主要是内存管理、文件系统、设备管理和网络通信等，并可根 据实际需求进行扩展。系统结构如图1所示。 1 GJB 7718-2012 扩展功能 内存管理 文件系统 设备管理 网络通信 核心功能 任务管理 任务同步与通信 时钟/定时器管理 中断/异常管理 图1军用嵌入式操作系统结构 5功能要求 5.1核心功能 5.1.1任务管理 任务管理应提供任务调度、创建任务、删除任务、挂起任务、激活任务和任务优先级设置等功能。 军用嵌入式操作系统应至少支持就绪、运行和阻塞三种任务状态。 就绪：任务在等待获取处理器资源。满足下列情况即进入就绪态：当任务创建成功，未获得处理器 资源，该任务处于就绪状态：当更高优先级的任务打断当前运行的任务，被打断的任务状态转变为就绪 状态；当挂起任务被激活后，该任务从阻塞状态进入就绪态；当睡眠任务唤醒后，该任务从阻塞状态进 入就绪态。 运行：任务获得处理器资源，所包含的代码内容正在被执行。满足下列情况任务进入运行状态： 是任务已经处于就绪状态，并且它是当前运行任务和所有就绪任务中最高优先级的任务；二是当前运行 任务由于挂起、睡眠、停止或删除操作而放弃处理器资源，就绪任务中最高优先级任务获得处理器资源， 进入运行状态。 阻塞：任务在等待特定事件的发生，而不能获得处理器资源。等待的特定事件包括如下情况：一是 任务被挂起，等待被激活；二是任务等待特定资源释放，如临界资源等；三是任务睡眠指定长度的时间。 任务管理功能要求具体见表1。 表1任务管理功能要求 模块名称 主要功能 说明 支持多任务管理，支持创建任务、删除任务、挂起任务、激活任务和任务优先级设置。 基本要求 支持任务调度，提供禁止/使能调度的机制。 基本要求 支持任务优先级设置，支持基于优先级抢占的调度算法，使优先级高的任务优先得到处理。 基本要求 至少支持三种任务状态：就绪、运行和阻塞，支持任务在就绪、运行、阻塞三种状态间转 基本要求 换控制。 基本要求 任务管理 支持任务属性对象，允许根据指定属性创建任务。 支持针对相同优先级任务采用时间片轮转或先进先出等调度策略，保证相同优先级任务都 可选要求 能够得到合理调度。 支持任务属性的设置、查询等功能。 可选要求 可选要求 提供任务切换、任务创建、任务删除扩展点。 支持任务变量，实现共享数据空间的任务数据私有。 可选要求 2 GJB 7718-2012 5. 1.2 2任务同步与通信 任务同步主要用于协调多任务系统中任务的执行顺序和共享资源的互斥访问。任务通信主要用于在 不同任务间传递数据。任务同步和通信的机制主要包括信号量、互斥量、消息队列、信号、条件变量、 读写锁等。任务同步与通信功能要求具体见表2。 表2任务同步与通信功能要求 模块名称 主要功能 说明 支持二值信号量和计数信号量。 基本要求 支持任务在等待信号量时采用优先级次序或先进先出的调度原则。 基本要求 支持非阻塞方式锁定信号量，当信号量未被锁定时，能成功返回，否则无法锁定信号 信号量 基本要求 量并返回。 支持任务以永久等待方式获取信号量。 基本要求 支持任务以限时等待方式获取信号量。 可选要求 支持互斥量，提供防止优先级反转机制。 基本要求 支持非阻塞方式获取互斥量，当互斥量未被锁定时，能成功返回，否则无法锁定互斥 基本要求 量并返回。 支持任务以永久等待方式获取互斥量。 基本要求 互斥量 支持任务以限时等待方式获取互斥量。 可选要求 支持互斥量嵌套访问，允许互斥量拥有者多次调用该互斥量。 可选要求 可选要求 支持确保持有互量的任务删除安全。 支持异步或者同步的通信机制。 可选要求 消息队列 支持阻塞、非阻塞的消息发送机制。 可选要求 支持阻塞、非阻塞的消息接收机制。 可选要求 可选要求 支持采用异步的信号接收和发送机制。 可选要求 支持向指定任务发送指定的信号。 信号 支持阻塞等待指定信号发生。 可选要求 提供系统信号的默认处理方式，并能够设置信号处理功能的扩展点以实现特定功能。 可选要求 支持设置信号掩码屏蔽信号送达。 可选要求 支持永久阻塞方式等待条件变量。 可选要求 条件变量 支持限时阻塞方式等待条件变量。 可选要求 支持同时唤醒一个或多个等待任务。 可选要求 支持共享读锁和互斥写锁。 可选要求 读写锁 支持读写任务发生竞争时采用读任务优先或写任务优先策略 可选要求 5.1.3时钟/定时器管理 时钟管理主要用于维护系统时基，设置和获取时间信息。定时器管理主要用于支持指定函数与一个 特定的时间间隔相关联，当间隔时间结束时指定函数立刻被调用。定时器根据其触发类型可分为单次定 时器和周期性定时器。时钟/定时器管理功能要求具体见表3。 3 GJB 7718-2012 表3 3时钟/定时器管理功能要求 模块名称 主要功能 说明 支持内核节拍(tick)计数值的设置和获取。 基本要求 支持系统时钟的设置和控制。 可选要求 时钟管理 可选要求 支持系统范围内的实时时钟、记录系统启动时间的单调时钟， 支持任务执行时间计时，支持任务延时等待。 可选要求 支持动态创建和删除定时器。 可选要求 支持将特定函数与定时器绑定，当定时器触发时，则触发该函数执行。 可选要求 看门狗定时器管理 支持单次定时器，定时器设置一次触发后不会自动装载原有的设置。 可选要求 支持周期性定时器，定时器触发后自动装载原有设置的时间间隔，并周期性的触发。 可选要求 支持以系统范围内的实时时钟、记录系统启动时间的单调时钟计时的定时器。 可选要求 可选要求 外部定时器管理 支持单次定时器，定时器设置一次触发后不会自动装载原有的设置 支持周期性定时器，定时器触发后自动装载原有设置的时间间隔，并周期性的触发。 可选要求 5.1.4 4中断/异常管理 中断管理主要用于为中断提供缺省的中断处理程序，并提供用户定义的中断服务程序安装接口。异