GJB 中华人民共和国国家军用标准 FL 0112 GJB7713-2012 军用嵌入式操作系统模块剪裁配置要求 Customization and configuration requirement for module of 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 GJB7713-2012 目 次 前言 范围· 2引用文件 3术语、定义与缩略语 3.1术语和定义·. 3.2缩略语… 4模块组织结构 核心功能模块剪裁配置· 57 5.17 核心功能模块 5.2 任务管理模块 时钟/定时器管理模块· 5.3 5.4中断/异常管理模块 任务同步与通信模块 5.5 6扩展功能模块剪裁配置 6.1 扩展功能模块 6.2 内存管理模块· 设备管理模块 6.3 文件系统模块· 6.4 6.5 网络通信模块 7 硬件支持层模块剪裁配置· 7.1 硬件支持层模块 7.2 CPU初始化模块· ...7 7.3 中断控制器驱动模块 7.4 时钟初始化模块： 高速缓存管理模块 7.5 7.6 MMU模块 7.7 设备驱动模块· 7.8 总线支持模块 GJB7713-2012 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：中国电子科技集团公司第三十二研究所、中国人民解放军总参谋部第六十一研究 所、中国航天科工集团公司第二研究院七〇六所、中国航空工业集团公司第六三一研究所、北京神舟航 天软件技术有限公司、中国船舶重工集团公司第七○九研究所、中国人民解放军空军工程大学。 本标准主要起草人：彭宏、李婵娟、黄远、李娟、徐丹、吴琼玉、蒋桂芬、黄保垒、 阑宏伟、黄治华、夏靖波。 1 GJB7713-2012 军用嵌入式操作系统模块剪裁配置要求 1范围 本标准规定了军用嵌入式操作系统模块的剪裁及配置要求。 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（不包含勘误的内容）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。凡不注日期或版次的引用文件，其最新版本适用于本标推。 GJB7706-2012军用嵌入式操作系统测评要求 3术语、定义与缩略语 3.1术语和定义 下列术语和定义适用于本标准。 3.1.1模块module 能够独立地完成一定功能的程序语句和数据结构的集合体。它具有外部和内部两个基本特征。 3.1.2可剪裁模块optionalmodule 仅用于增加或减弱系统的能力，剪裁后不影响系统正常运行的模块。 3.1.3不可剪裁模块indispensablemodule 系统正常运行必须包含的功能模块。 3.1.4可配置模块configurablemodule 应用开发者可修改内部数据的模块。 3.1.5不可配置模块non-configurablemodule 不支持应用开发者修改内部数据的模块。 3.2缩略语 AFDX航空电子全双工交换式以太网（AvionicsFullDuplexSwitchedEthernet) CAN 控制器局域网（ControllerAreaNetwork) CPU——中央处理单元（CenterProcessingUnit） I/O输入输出（Input/Output) MMU—内存管理单元（MemoryManagementUnit) PCI外部设备互连（PeripheralComponentInterconnect)） USB—通用串行总线（UniversalSerialBus） 4模块组织结构 军用嵌入式操作系统的模块组织结构如图1所示， 操作系统核心功能模块由任务管理、异常/中断管理、时钟/定时器管理、任务同步与通信功能模块 组成，是操作系统不可剪裁的部分。其中任务管理、时钟/定时器管理、任务同步与通信又可以由多个 子功能模块构成，包含不可剪裁子功能模块和可剪裁子功能模块。不可剪裁子功能模块是操作系统必需 提供的基本功能，可剪裁子模块可根据应用需要选择配置的功能。 1 GJB7713-2012 操作系统扩展功能模块主要由内存管理、设备管理、文件系统、网络通信等功能模块组成，它提供 操作系统核心功能的扩展服务。操作系统扩展功能模块都是可剪裁模块。内存管理、设备管理、文件系 统和网络通信是由若干不可剪裁和可剪裁的子功能模块构成。其中，不可剪裁的子功能模块是当操作系 统提供指定的扩展功能时必须提供的基本功能。而可剪裁的功能模块则是可根据需要选配的功能项。操 作系统可以根据需要增加其扩展功能模块，但要求扩展功能模块均为可剪裁模块。 硬件支持层模块包括CPU初始化模块、中断控制器驱动模块、时钟初始化模块、高速缓存管理模 块、MMU模块、设备驱动模块和总线支持模块。CPU初始化模块、中断控制器驱动模块、时钟初始化 模块为操作系统的开始运行做了最基本的硬件初始化，是操作系统运行在不同硬件平台的关键层，因此 是不可剪裁的；高速缓存管理模块、MMU模块、设备驱动模块和总线支持模块可以根据需要剪裁。 图1显示了军用嵌入式操作系统功能模块之间的依赖关系。操作系统核心功能模块依赖于硬件支 持层模块，而操作系统扩展功能模块的实现依赖于操作系统核心功能模块。功能模块之间的相互依赖关 系将在相关章节中具体定义。 应用软件 A 操作系统扩展功能模块 内存管理 文件系统 网络通信 操 设备管理 作 系 统 操作系统核心功能模块 时钟/定时器 任务同步与 中断异常 任务 管理 管理 管理 通信 A 硬件支持层模块 CPU初始化模块 中断控制器驱动模块 时钟初始化模块 高速缓存管理模块 MMU模块 设备驱动模块 总线支持模块 可剪裁模块 不可剪裁模块 图1嵌入式操作系统模块组织结构图 对于本标准的符合性验证，要求通过GJB7706-2012中功能测试的剪裁配置测试。 5核心功能模块剪裁配置 5.1核心功能模块 操作系统核心功能模块包括任务管理、时钟/定时器管理、中断/异常管理和任务同步和通信。操作 系统核心功能模块依赖于硬件支持层模块的正确实现。操作系统核心功能模块剪裁配置描述详见表1。 2 GJB 7713-2012 表1军用嵌入式操作系统核心功能模块剪裁配置描述表 模块名 可剪裁性 配置项 依赖项 说明 任务是可调度的单元，任务管理实现任务状态 包含不可剪裁子模 控制、任务调度以及任务属性设置等功能，“ 任务管理模块块和可剪裁子模块， 见表 2 硬件支持层模块是军用嵌入式操作系统的微小核的组成部分。 见表2 操作系统提供默认的任务管理功能包含所有不 可剪裁的子功能模块。 维护系统时间，并且维护管理系统中一切与时 包含不可剪裁子模 时钟/定时器管 间相关的动作。 见表3 硬件支持层模块 块和可剪裁子模块， 理模块 操作系统提供默认的时钟/定时器管理功能包 见表3 含所有不可剪裁的子功能模块。 中断/异常管理应用编程接口提供处理异常和 中断的封装器功能，以保护应用开发者避开底 支持中断 硬件支持层模块层的细节。 模块 最大数 操作系统默认选择该项功能，且不允许用户进 行剪裁，可以修改配置项默认值。 提供任务间同步与通信机制的模块，主要有信 包含不可剪裁子模 号量、互斥量、消息队列、信号、条件变量、 任务同步与通 块和可剪裁子模块， 见表5 任务管理模块 读写锁、事件等机制。 信模块 见表5 操作系统提供默认的任务同步与通信功能，必 须包含所有不可剪裁的子功能模块。 5.2任务管理模块 任务管理模块提供不可剪裁的任务管理核心子模块，提供任务钩子模块，任务私有数据模块和任务 变量模块等可剪裁的子模块。任务管理模块的剪裁配置描述见表2。 表2任务管理功能模块剪裁配置描述表 模块名 可剪裁性 配置项 依赖项 说明 任务管理核心模块为操作系统及应用程序提供任 务管理的基本功能，包括任务的创建、删除、调度 任务管理核心 不可剪裁 最大任务数 硬件支持层模块 及相关控制等。 模块 操作系统默认选择该项功能，且不允许用户进行剪 裁，可以修改配置项默认值。 任务钩子模块通过提供钩子函数，允许将额外的任 务特性添加到系统中。 任务钩子模块 可剪裁 任务管理核心模块 操作系统默认未选择该项功能，允许用户进行剪 裁。 任务私有数据模块是实现全局变量的任务私有。 任务私有数据 可剪裁 最大私有数据数 任务管理核心模块 操作系统默认未选择该项功能，允许用户进行剪 模块 裁，并修改其配置项值。 任务变量的机制实现多个任务同时访问的全局或 静态变量时，对不同任务提供不同的变量值。 任务变量模块 可剪裁 任务管理核心模块 操作系统默认未选择该项功能，允许用户进行剪 裁。 5.3时钟/定时器管理模块 时钟/定时器管理模块包含不可剪裁的系统时钟核心模块和可剪裁的定时器子模块。时钟/定时器管 理模块的剪裁配置描述见表3。 3 GJB7713-2012 表3时钟/定时器管理功能模块剪裁配置描述表 模块名 可剪裁性 配置项 依赖项 说明 系统时钟核心模块维护系统时钟记录从系统加 系统时钟核 电以来的流失时间。 不可剪裁 系统时钟频率 硬件支持层模块 心模块 操作系统默认选择该项功能，且不允许用户进行 剪裁，可以修改配置项默认值。 定时器模块实现软计时器管理，提供定时器的创 建、启动、取消、删除的功能。 可剪裁 定时器模块 定时器的最大个数 系统时钟核心模块 操作系统默认选择该项功能，允许用户进行剪 裁，并修改其配置项值。 5.4中断/异常管理模块 中断/