RT-Thread实时操作系统在基于RISCV处理器上的应用与设计开题报告

1. 研究目的与意义

riscv是加利福尼亚大学伯克利分校设计并开源的一套精简指令集，目前基于riscv指令集的微处理器内核层出不穷，百家齐放，成为当下cpu设计的一个热点项目。

rt-thread 是一款主要由中国开源社区主导开发的开源实时操作系统，其主要采用 c 语言编写，浅显易懂，方便移植。

它把面向对象的设计方法应用到实时系统设计中，使得代码风格优雅、架构清晰、系统模块化并且可裁剪性非常好，且相较于 linux 操作系统，rt-thread 体积小，成本低，功耗低、启动快速，除此以外 rt-thread 还具有实时性高、占用资源小等特点，非常适用于各种资源受限（如成本、功耗限制等）的场合。

2. 课题关键问题和重难点

1、线程管理；在 rt-thread 中，与子任务对应的程序实体就是线程，线程是实现任务的载体，它是 rt-thread 中最基本的调度单位，它描述了一个任务执行的运行环境，也描述了这个任务所处的优先等级，重要的任务可设置相对较高的优先级，非重要的任务可以设置较低的优先级，不同的任务还可以设置相同的优先级，轮流运行。

2、i/o 设备模型；应用程序通过 i/o 设备管理接口获得正确的设备驱动，然后通过这个设备驱动与底层 i/o 硬件设备进行数据（或控制）交互。

3、内核移植；移植可分为 cpu 架构移植和 bsp（board support package，板级支持包）移植两部分。

3. 国内外研究现状（文献综述）

rt-thread嵌入式实时操作系统的开发始于2006 年，并且遵循 gplv2 的版权许可协议。

在经过多年的 能源、仪表、车辆等行业广泛使用后，rt-thread已经被验 证是一款稳定、可靠的嵌入式实时操作系统。

从参考文献中对 rt-thread与国际主流嵌入式实时操作系统进 行的比较中，也可看出其具有优越的性能。

4. 研究方案

1、cpu 架构移植（1）实现全局中断开关（2）实现线程栈初始化（3）实现上下文切换（4）实现时钟节拍 2、bsp 移植（1）初始化 cpu 内部寄存器，设定 ram 工作时序。

（2）实现时钟驱动及中断控制器驱动，完善中断管理。

（3）实现串口和 gpio 驱动。

5. 工作计划

第1周：开题报告；布置的翻译完成，理论复习以及fpga及verilog的使用。

第2周：复习verilog语言，阅读rv32i内核。

第3周：完成rv32i内核的在fpga平台上的移植。