[发明专利]一种在嵌入式系统中低资源占用的内存保护系统

说明书

本发明提供一种在嵌入式系统中低资源占用的内存保护系统，用于解决小程序内存分布不连续导致需要开启多个MPU可编程存储器区域所产生的资源占用多的问题。主要包括：存储器保护单元；代码段单元；数据段单元；参数段单元。采用本发明提供的在嵌入式系统中低资源占用的内存保护系统，可以让小程序的在动态内存堆中申请的参数区域与小内存的数据区拼接在一起，使得减少MPU可编程存储器区域的数量，降低嵌入式软件系统的资源占用，提高小程序内存保护的便捷性。

技术领域

本公开涉及嵌入式领域和实时操作系统领域，具体而言是指涉及一种在嵌入式系统中低资源占用的内存保护系统。

背景技术

在传统的嵌入式实时操作系统上，操作系统内核和小程序都是运行在同一特权级，小程序中任何一个部分的设计缺陷都会危害整个系统的稳定。要保证系统的可靠性与健壮性，需要对小程序的运行空间设置MPU保护，即对小程序的代码段、数据段、参数端设置MPU保护。这种设计思想对开发人员提出了更高的要求。

然而，小程序的数据段是连续的，参数段在小程序运行过程中是在动态内存堆中动态分配空间的，与数据段并不能在连续的排布在一段连续的内存空间中，在设置MPU进行内存保护的时候，往往需要多设置一个MPU可编程存储区域给小程序的参数段。在Cortex－M3和Cortex－m4处理器中的MPU只支持8个可编程存储区，显然参数段单独使用一个是显得有些浪费的。这里通过一种在嵌入式系统中低资源占用的内存保护系统，使得小程序的数据段与参数段能连续排布在一段连续的内存空间中，进而减少MPU的使用数量，达到减少系统资源占用。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种在嵌入式系统中低资源占用的内存保护系统，以解决现有嵌入式系统中对内存保护占用资源高的问题。

本发明提供的实现的一种在嵌入式系统中低资源占用的内存保护系统，包括：

代码段单元，其用于存放小程序的代码数据；

数据段单元，其用于存放小程序的堆栈数据以及赋有初值的全局变量；

参数段单元，其用于存放小程序的参数数据；

存储器保护单元，其用于定义不同存储器区域的存储器访问权限(如只支持特权访问和全访问)和存储属性(如可缓冲、可缓存)。

进一步地，所述的代码段单元是排布在嵌入式芯片片内Flash上的，是可对其设置存储器保护单元访问权限的。

进一步地，所述的数据段单元在小程序下载到嵌入式芯片之后，排布在片内flash上的一段空间，在小程序运行过程中会从片内Flash搬运到RAM中，也可对其设置存储器保护单元访问权限。

进一步地，所述的参数段单元是在小程序运行过程中，在动态内存堆中动态分配出来的一段地址空间，上面排布着小程序的传参，这段地址空间往往和数据段单元的地址空间不在一段连续的地址空间内，但是也有可能在连续的地址空间内，不过几率微乎其微。

进一步地，所述的存储器保护单元可以设置小程序可访问存储区域的访问权限，使得在小程序运行过程中，不会越界访问其他区域的数据，在小程序出现问题而崩溃的时候不会影响整个系统的稳定性，使得系统能够更加健壮。

附图说明

为了更加清楚地说明本发明的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单介绍，应当理解，以下附图仅仅示出了本公开的某些实施例，因此不应被看作是对本发明的限定，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获取前提相关的附图。

图1为本发明具体实施方式的一种在嵌入式系统中低资源占用的内存保护系统的框架图。

图2为本发明具体实施方式的小程序加载过程中的参数段地址空间拼接以及设置MPU存储器保护区域示意图。