CN103888827A - 一种基于嵌入式内核的数字电视应用管理层系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例公开了一种基于嵌入式内核的数字电视应用管理层系统及方法，其中，该系统包括：内存统一管理模块，用于向嵌入式系统内核申请内存空间，将所述内存空间设置为应用管理层的常驻内存资源；内存分配触发模块，用于获取嵌入式系统所要运行的数字电视应用程序相应的中断响应，分析该数字电视应用程序运行所需的硬件要求，并根据硬件要求在常驻内存资源中分配所需的内存资源；进程调度管理模块，用于维护具有优先级的任务队列，根据任务队列以及应用程序的优先级别建立应用程序运行的顺序。实施本发明实施例，可以使程序开发人员在一个统一的开发环境中进行应用开发，提高程序与嵌入式系统间的兼容性，并提高系统整体的稳定性、兼容性。
Description
技术领域
本发明涉及数字电视技术领域，尤其涉及一种基于嵌入式内核的数字电视应用管理层系统及方法。
背景技术
随着现代社会智能化、数字化的发展，人们对家庭生活质量的要求也不断提高，数字家庭相关技术也因此得到了极大的发展。数字家庭，从20世纪90年代末开始逐步发展，形成各数字化设备有机结合的智能化网络，既满足传统家庭生活需求，更重要的是，提供了现代化的家庭生活新体验。其中，数字电视领域作为数字家庭的主要构成部分，也越来越受到重视，提高数字电视的性能，对于数字家庭整体用户体验有着至关重要的作用。数字电视是指具备开放式操作系统与芯片的电视系统，可实现人机双向交互功能，并能支持自主安装应用程序实现特定功能和增值服务的方式，为人们提供多样化、个性化的服务。
现有的数字电视多采用嵌入式linux、Unix、Android作为操作系统，并在其上开发新的应用程序满足用户需求。这些嵌入式系统，仅支持特定的复杂指令集(Complex Instruction Set Computer，CISC)、精简指令集(Reduced InstructionSet Computer，RISC)，保证在完成系统基本操作的前提下，使得系统运行所占空间尽可能小，满足数字电视领域中较低的硬件配置、电气环境等要求，以节省生产成本。现有的数字电视应用领域多为具体的针对某一系统的应用程序，直接调用系统内核提供的服务，响应系统的中断等操作。随着系统方案的不同，数字电视应用程序也需进行更改，以适应系统的环境要求。在进行应用程序移植时，由于操作系统的变更，应用程序也需要进行较大的更改，并且也不能保证重新开发的应用程序的稳定性。
由于数字电视应用领域尚未有统一的标准，根据不同厂家的具体需求，开发的平台系统可以有多种选择，如嵌入式linux、Unix、Android等。在现有的条件下，开发者在进行应用程序开发时，需要针对不同的系统环境，使用特定的方式，使用特定的程序指令集来开发不同的应用。当需要进行应用移植或系统变更时，开发者需要对已有的软件进行修改或重新开发，以适应新系统环境的要求。
针对特定系统的数字电视应用程序，不具备有良好的可移植性、兼容性。当操作系统变更时，需要进行应用程序的二次开发，降低了软件的稳定性，也增加了开发的时间。同时，为了确保新应用程序的稳定性，也需要额外增加测试操作，增加成本。对于不同的操作系统有不同版本的应用程序的处理方式，也违反了程序设计的“Don’t repeat yourself”原则，增加日后维护的难度。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，本发明提供了一种基于嵌入式内核的数字电视应用管理层系统及方法，可以使程序开发人员在一个统一的开发环境中进行应用开发，提高程序与嵌入式系统间的兼容性，并提高系统整体的稳定性、兼容性。
为了解决上述问题，本发明提出了一种基于嵌入式内核的数字电视应用管理层系统，所述系统包括：
内存统一管理模块，用于向嵌入式系统内核申请内存空间，将所述内存空间设置为应用管理层的常驻内存资源；
内存分配触发模块，用于获取嵌入式系统所要运行的数字电视应用程序相应的中断响应，分析该数字电视应用程序运行所需的硬件要求，并根据硬件要求在常驻内存资源中分配所需的内存资源，所述硬件要求包括：该数字电视应用程序运行所需的内存、硬件资源、当前嵌入式系统的运行情况；
进程调度管理模块，用于维护具有优先级的任务队列，根据所述任务队列以及应用程序的优先级别建立应用程序运行的顺序。
优选地，所述内存统一管理模块还用于当运行新的数字电视应用程序时，从常驻内存资源中划分所需内存区域，供数字电视应用程序运行；当数字电视应用程序退出或系统内存不足时，对该内存区域进行释放。
优选地，所述内存统一管理模块根据内存区域被调用的频率进行内存区域释放。
优选地，所述进程调度管理模块还用于根据应用管理层的评价标准对每个数字电视应用程序相应的进程进行评分，并根据评分的高低调整进程在任务队列中的位置。
优选地，所述进程调度管理模块还用于将评分高的进程调整在任务队列中靠前的位置，将评分低的进行调整在任务队列中靠后的位置。
相应地，本发明还提供一种基于嵌入式内核的数字电视应用管理层的实现方法，所述方法包括：
内存统一管理模块向嵌入式系统内核申请内存空间，将所述内存空间设置为应用管理层的常驻内存资源；
内存分配触发模块获取嵌入式系统所要运行的数字电视应用程序相应的中断响应，分析该数字电视应用程序运行所需的硬件要求，并根据硬件要求在常驻内存资源中分配所需的内存资源，所述硬件要求包括：该数字电视应用程序运行所需的内存、硬件资源、当前嵌入式系统的运行情况；
进程调度管理模块维护具有优先级的任务队列，根据所述任务队列以及应用程序的优先级别建立应用程序运行的顺序。
优选地，所述方法还包括：当运行新的数字电视应用程序时，从常驻内存资源中划分所需内存区域，供数字电视应用程序运行；当数字电视应用程序退出或系统内存不足时，内存统一管理模块对该内存区域进行释放。
优选地，所述内存统一管理模块对该内存区域进行释放的步骤包括：内存统一管理模块根据内存区域被调用的频率进行内存区域释放。
优选地，所述进程调度管理模块维护具有优先级的任务队列，根据所述任务队列以及应用程序的优先级别建立应用程序运行的顺序的步骤包括：进程调度管理模块根据应用管理层的评价标准对每个数字电视应用程序相应的进程进行评分，并根据评分的高低调整进程在任务队列中的位置。
优选地，所述根据评分的高低调整进程在任务队列中的位置的步骤包括：进程调度管理模块将评分高的进程调整在任务队列中靠前的位置，将评分低的进行调整在任务队列中靠后的位置。
实施本发明实施例，在应用管理层中屏蔽了底层不同嵌入式操作系统以及硬件配置的不同特性，可以使程序开发人员在一个统一的开发环境中进行应用开发，减少系统移植时的工作量，提高了应用服务软件的稳定性、可兼容性；同时提高程序与嵌入式系统间的兼容性，提高了系统整体的稳定性、兼容性；改进了系统的内存管理、进程调度、中断响应及处理方式，提升了数字电视应用运行的效率及质量，为用户提供更实时、更优质的服务。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1是本发明实施例的基于嵌入式内核的数字电视应用管理层系统的结构组成示意图；
图2是本发明实施例的基于嵌入式内核的数字电视应用管理层的架构图；
图3是本发明实施例的基于嵌入式内核的数字电视应用管理层的实现方法的流程示意图；
图4是本发明实施例的基于嵌入式内核的数字电视应用管理层的运行过程示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
图1是本发明实施例的基于嵌入式内核的数字电视应用管理层系统，如图1所示，该数字电视应用管理层系统包括：
内存统一管理模块1，用于向嵌入式系统内核申请内存空间，将内存空间设置为应用管理层的常驻内存资源；
内存分配触发模块2，用于获取嵌入式系统所要运行的数字电视应用程序相应的中断响应，分析该数字电视应用程序运行所需的硬件要求，并根据硬件要求在常驻内存资源中分配所需的内存资源，硬件要求包括：该数字电视应用程序运行所需的内存、硬件资源、当前嵌入式系统的运行情况；
进程调度管理模块3，用于维护具有优先级的任务队列，根据任务队列以及应用程序的优先级别建立应用程序运行的顺序。
其中，内存统一管理模块1还用于当运行新的数字电视应用程序时，从常驻内存资源中划分所需内存区域，供数字电视应用程序运行；当数字电视应用程序退出或系统内存不足时，对该内存区域进行释放；具体实施中，内存统一管理模块1根据内存区域被调用的频率进行内存区域释放。
进程调度管理模块2还用于根据应用管理层的评价标准对每个数字电视应用程序相应的进程进行评分，并根据评分的高低调整进程在任务队列中的位置，具体实施中，将评分高的进程调整在任务队列中靠前的位置，将评分低的进行调整在任务队列中靠后的位置。
下面结合图2对本发明的基于嵌入式内核的数字电视应用管理层系统的各个模块进行详细的说明。
(1)内存统一管理模块：为应用管理层提供统一的内存管理。
在系统开始时，内存统一管理模块向系统内核申请一定的内存空间，这部分空间作为应用管理层的常驻内存资源，进行统一的规划和管理。
当嵌入式系统运行新的数字电视应用程序时，并不是重新向内核系统申请空间，而是内存统一管理模块从已分配内存(常驻内存资源)中划分出一部分区域，供这个应用程序使用。
当数字电视应用程序退出或系统内存不足等情况时，由内存统一管理模块释放这部分的内存空间，并进行内存回收，以循环使用。在进行内存回收时，根据每个内存区域(内存块)被调用的频率进行决策。内存块被调用的频率越高，说明该应用程序的使用度越高，更有可能再次为被运行，因此，在本发明实施例中，首先考虑回收调用频率低的内存块以及无效块。
当所有数字电视应用程序都退出时，内存统一管理模块将所有的划分的内存区域申请内存释放，将控制权归还给系统内核。
本发明提供的内存管理方式主要是基于内存的引用次数。由于数字电视应用程序所占内存空间较多，如果直接使用内核系统的管理方式，很容易会导致内存泄露、内存分区混乱等情况，从而浪费系统资源和降低系统运行效率等。
(2)内存分配触发模块：用于获取嵌入式系统所要运行的数字电视应用程序相应的中断响应，再触发相关的后续操作。
当运行某个特定的数字电视应用程序时，相关的系统中断并不是直接触发特定应用程序，而是首先被内存分配触发模块截获。
内存分配触发模块对触发的数字电视应用程序进行分析，获取该应用程序运行所需的内存、硬件资源情况，以及分析当前嵌入式系统的运行情况，进行相关环境的准备，如回收内存区域、释放硬件资源等。
由于嵌入式系统的应用程序运行所占空间较小、调用资源较少，它们仅实现特定的CISC、RISC指令集，当进行中断捕获时，仅需循环查询较少的指令情况，不会降低系统运行的速度。当运行环境准备妥当后，再运行应用程序，保证运行的实时性以及稳定性，降低程序崩溃的可能性。
(3)进程调度管理模块：根据进程调度策略对数字电视应用程序的运行顺序进行排序。
在进行数字电视体验时，用户更多的是在某一时间段仅专注于单一的应用程序所提供的服务，并对系统的实时性要求较高。一般的嵌入式系统内核，采用轮询的方式调度进程，保证所有运行的程序得到均等的服务。轮询的访问方式，使得资源得到有效的分配，但降低了应用程序的实时性，影响用户体验的流畅性。本发明的进程调度策略由应用管理层的进程调度管理模块决定，可提高应用程序的实时性，增强用户体验的流畅性。
进程调度管理模块维护一个优先级的任务队列，里面记录有当前正在运行的不同应用程序的进程。根据应用管理层的评价标准，对每个进程进行评分。评分标准的原则是保证用户当前正在使用的进程和调用频率高的进程的高优先性。
根据评分的高低自动调整进程在任务队列中的位置，具体实施中，将评分高的进程调整在任务队列中靠前的位置，将评分低的进行调整在任务队列中靠后的位置。让评分较高的进程优先得到服务，一方面保证了用户体验的实时性，以获得较高的交互方式，另一方面能更合理地利用系统资源，让资源的利用性价比最高，让系统高效地满足用户需求。
通过维护任务队列的方式，使数字电视应用程序的进程可以得到高效的调度处理，保证用户体验的实时性要求。同时，任务队列也方便应用程序的后续维护操作。
实施本发明实施例的嵌入式内核的数字电视应用管理层的实现方法，在应用管理层中屏蔽了底层不同嵌入式操作系统以及硬件配置的不同特性，可以使程序开发人员在一个统一的开发环境中进行应用开发，减少系统移植时的工作量，提高了应用服务软件的稳定性、可兼容性；同时提高程序与嵌入式系统间的兼容性，提高了系统整体的稳定性、兼容性；改进了系统的内存管理、进程调度、中断响应及处理方式，提升了数字电视应用运行的效率及质量，为用户提供更实时、更优质的服务。
另外，本发明实施例还提供一种基于嵌入式内核的数字电视应用管理层的实现方法，如图3所示，该方法包括：
S301，内存统一管理模块向嵌入式系统内核申请内存空间，将内存空间设置为应用管理层的常驻内存资源；
S302，内存分配触发模块获取嵌入式系统所要运行的数字电视应用程序相应的中断响应，分析该数字电视应用程序运行所需的硬件要求，并根据硬件要求在常驻内存资源中分配所需的内存资源，硬件要求包括：该数字电视应用程序运行所需的内存、硬件资源、当前嵌入式系统的运行情况；
S303，进程调度管理模块维护具有优先级的任务队列，根据任务队列以及应用程序的优先级别建立应用程序运行的顺序。
进一步地，该方法还包括：当运行新的数字电视应用程序时，从常驻内存资源中划分所需内存区域，供数字电视应用程序运行；当数字电视应用程序退出或系统内存不足时，内存统一管理模块对该内存区域进行释放；具体实施中，内存统一管理模块根据内存区域被调用的频率进行内存区域释放。
S303进一步包括：进程调度管理模块根据应用管理层的评价标准对每个数字电视应用程序相应的进程进行评分，并根据评分的高低调整进程在任务队列中的位置。其中，进程调度管理模块将评分高的进程调整在任务队列中靠前的位置，将评分低的进行调整在任务队列中靠后的位置。
本发明装置实施例中的基于嵌入式内核的数字电视应用管理层的实现方法的实施例中的相应过程可参见本发明实施例中关于基于嵌入式内核的数字电视应用管理层系统的各模块实现过程及原理的相应描述，这里不再赘述。
实施本发明实施例的基于嵌入式内核的数字电视应用管理层系统，在应用管理层中屏蔽了底层不同嵌入式操作系统以及硬件配置的不同特性，可以使程序开发人员在一个统一的开发环境中进行应用开发，减少系统移植时的工作量，提高了应用服务软件的稳定性、可兼容性；同时提高程序与嵌入式系统间的兼容性，提高了系统整体的稳定性、兼容性；改进了系统的内存管理、进程调度、中断响应及处理方式，提升了数字电视应用运行的效率及质量，为用户提供更实时、更优质的服务。
本领域普通技术人员可以理解上述实施例的各种方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，该程序可以存储于一计算机可读存储介质中，存储介质可以包括：只读存储器(ROM，Read Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁盘或光盘等。
另外，以上对本发明实施例所提供的基于嵌入式内核的数字电视应用管理层系统及方法进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
Claims (10)
1.一种基于嵌入式内核的数字电视应用管理层系统，其特征在于，所述系统包括：
内存统一管理模块，用于向嵌入式系统内核申请内存空间，将所述内存空间设置为应用管理层的常驻内存资源；
内存分配触发模块，用于获取嵌入式系统所要运行的数字电视应用程序相应的中断响应，分析该数字电视应用程序运行所需的硬件要求，并根据硬件要求在常驻内存资源中分配所需的内存资源，所述硬件要求包括：该数字电视应用程序运行所需的内存、硬件资源、当前嵌入式系统的运行情况；
进程调度管理模块，用于维护具有优先级的任务队列，根据所述任务队列以及应用程序的优先级别建立应用程序运行的顺序。
2.如权利要求1所述的基于嵌入式内核的数字电视应用管理层系统，其特征在于，所述内存统一管理模块还用于当运行新的数字电视应用程序时，从常驻内存资源中划分所需内存区域，供数字电视应用程序运行；当数字电视应用程序退出或系统内存不足时，对该内存区域进行释放。
3.如权利要求2所述的基于嵌入式内核的数字电视应用管理层系统，其特征在于，所述内存统一管理模块根据内存区域被调用的频率进行内存区域释放。
4.如权利要求1所述的基于嵌入式内核的数字电视应用管理层系统，其特征在于，所述进程调度管理模块还用于根据应用管理层的评价标准对每个数字电视应用程序相应的进程进行评分，并根据评分的高低调整进程在任务队列中的位置。
5.如权利要求4所述的基于嵌入式内核的数字电视应用管理层系统，其特征在于，所述进程调度管理模块还用于将评分高的进程调整在任务队列中靠前的位置，将评分低的进行调整在任务队列中靠后的位置。
6.一种基于嵌入式内核的数字电视应用管理层的实现方法，其特征在于，所述方法包括：
内存统一管理模块向嵌入式系统内核申请内存空间，将所述内存空间设置为应用管理层的常驻内存资源；
内存分配触发模块获取嵌入式系统所要运行的数字电视应用程序相应的中断响应，分析该数字电视应用程序运行所需的硬件要求，并根据硬件要求在常驻内存资源中分配所需的内存资源，所述硬件要求包括：该数字电视应用程序运行所需的内存、硬件资源、当前嵌入式系统的运行情况；
进程调度管理模块维护具有优先级的任务队列，根据所述任务队列以及应用程序的优先级别建立应用程序运行的顺序。
7.如权利要求6所述的基于嵌入式内核的数字电视应用管理层的实现方法，其特征在于，所述方法还包括：当运行新的数字电视应用程序时，从常驻内存资源中划分所需内存区域，供数字电视应用程序运行；当数字电视应用程序退出或系统内存不足时，内存统一管理模块对该内存区域进行释放。
8.如权利要求7所述的基于嵌入式内核的数字电视应用管理层的实现方法，其特征在于，所述内存统一管理模块对该内存区域进行释放的步骤包括：内存统一管理模块根据内存区域被调用的频率进行内存区域释放。
9.如权利要求1所述的基于嵌入式内核的数字电视应用管理层的实现方法，其特征在于，所述进程调度管理模块维护具有优先级的任务队列，根据所述任务队列以及应用程序的优先级别建立应用程序运行的顺序的步骤包括：进程调度管理模块根据应用管理层的评价标准对每个数字电视应用程序相应的进程进行评分，并根据评分的高低调整进程在任务队列中的位置。
10.如权利要求9所述的基于嵌入式内核的数字电视应用管理层的实现方法，其特征在于，所述根据评分的高低调整进程在任务队列中的位置的步骤包括：进程调度管理模块将评分高的进程调整在任务队列中靠前的位置，将评分低的进行调整在任务队列中靠后的位置。
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