1、隨著科技的飛速發(fā)展，嵌入式系統(tǒng)被越來越多的行業(yè)所青睞。同時(shí)實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)（Real Time Operation System,RTOS）(以下簡(jiǎn)稱RTOS)由于其任務(wù)執(zhí)行的實(shí)時(shí)性，也在很多行業(yè)中得到了很廣泛的運(yùn)用。在航天航空、汽車控制、醫(yī)療等對(duì)實(shí)時(shí)性具有嚴(yán)格要求的行業(yè)，RTOS必須在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)正確地執(zhí)行完各項(xiàng)任務(wù)。而以往的嵌入式RTOS都是基于軟件實(shí)現(xiàn)的，從其出現(xiàn)到如今，無論在算法實(shí)現(xiàn)及CPU運(yùn)行速率方面的研究都趨于成熟，但在對(duì)實(shí)時(shí)性

2、要求越來越高的今天，對(duì)于軟件實(shí)現(xiàn)的RTOS，很難再通過優(yōu)化算法和提高CPU運(yùn)行速率來使得操作系統(tǒng)實(shí)時(shí)性能得到很大提高。
　　基于軟件實(shí)現(xiàn)的RTOS內(nèi)核本身的運(yùn)行會(huì)占用CPU，從而降低應(yīng)用程序的執(zhí)行速率，并且軟件實(shí)現(xiàn)中代碼的順序執(zhí)行也會(huì)浪費(fèi)很多時(shí)間。本文針對(duì)RTOS的開銷及軟件代碼順序執(zhí)行所帶來的應(yīng)用程序運(yùn)行速率降低的問題，提出了基于FPGA的硬件實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)HRTOS（Hard Real Time Operation System

3、，HRTOS）（以下簡(jiǎn)稱HRTOS）的設(shè)計(jì)方案，以開源免費(fèi)的μC/OS-Ⅱ系統(tǒng)為研究對(duì)象，將RTOS分為硬核和軟核兩部分實(shí)現(xiàn)。硬核實(shí)現(xiàn)任務(wù)管理器、定時(shí)器、中斷控制器等功能，可與CPU并行運(yùn)行。軟核保留和應(yīng)用程序的接口，通過將μC/OS-Ⅱ移植到Nios Ⅱ系統(tǒng)中，改寫μC/OS-Ⅱ系統(tǒng)的代碼，通過將硬核作為NiosⅡ系統(tǒng)的PIO外設(shè)實(shí)現(xiàn)軟硬核之間的通信功能，先對(duì)硬核實(shí)現(xiàn)部分進(jìn)行仿真，再進(jìn)行系統(tǒng)級(jí)驗(yàn)證。
　　本文主要設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)的任務(wù)管