超声侧壁仪用于大型建筑建造地基时钻孔的测量工作。钻孔的质量会对浇注混凝土后成桩的质量产生很大的影响,从而影响整个建筑结构的稳定性。因此超声侧壁仪的测量精度在大型建筑的建造过程中起着非常重要的作用,也对系统中使用的嵌入式实时操作系统的性能提出了更高的要求。随着5G技术与物联网的不断普及,嵌入式系统也逐渐应用到生活中的各个方面。实时操作系统由于其具有实时性、高可靠度、专业化强、易于裁剪和移植等特点,在嵌入式系统中得到了广泛的应用。调度算法的设计是保证实时操作系统性能的关键,由于系统应用场景的复杂化,单一的调度算法并不能使得在所有场景下系统性能都能达到最优。如何改善现有的实时操作系统,在不影响原系统性能的情况下对其调度算法进行扩展,使得开发人员能在不同的使用场景下选择更合适的调度算法这一问题显得尤为重要。针对上述问题,本文实现了超声波侧壁仪测量系统以及混合调度算法。该系统完成了超声侧壁仪的测量功能,混合调度算法扩展了实时操作系统的任务调度功能,对于嵌入式系统中同时存在周期任务和非周期任务时可拥有更好的执行性能。论文的主要工作如下:首先在实现超声侧壁仪测量系统功能的同时,给出了高频串行通信模块的设计方案,分析了数据传输过程中误码率与通信协议制定的关系,为后续方案选择提供理论基础。其次,改进了μC/OS-Ⅲ实时操作系统的任务调度内核。提出了MEDF-H和MEDF-T两种混合调度算法设计方案。MEDF-H算法在保证原系统扩展性的情况下,对系统中的周期任务和非周期任务进行划分,在扩展系统调度算法的同时方便对系统任务进行可调度分析。MEDF-T算法则更具专用性,可极大地提升超声侧壁仪测量系统的系统性能,并为类似场景的使用提供设计思路。对于测量系统设计过程中遇到的问题,任务超时处理,系统可调度性分析等,在文中也给出了相应的解决方案。最后,介绍了测量系统的人机交互界面以及操作流程,给出了测得的钻孔数据的处理方式以及经过测试后绘制的钻孔3D图。本文通过实验验证了在基于Cortex-M4内核的硬件平台上混合调度算法的性能表现。实验表明,混合调度算法完善了实时操作系统的任务调度功能,在对其进行专用性优化后相比μC/OS-Ⅲ实时操作系统中的原调度算法任务完成率提升了6.81%,说明了该算法在基于低功耗的硬件平台上有较好的表现。