| 【中文题名】 | 基于Linux和RTAI的实时测控系统应用研究 |
| 【英文题名】 | Research on Real-Time Measurement and Control System Based on Linux and RTAI |
| 【学科专业】 | 电气工程 |
| 【论文级别】 | 硕士论文 |
| 【投稿时间】 | 2007-10-25 |
| 【中关键词】 | 实时,Linux,RTAI,实时测控系统,ADEOS, |
| 【英关键词】 | Real-time,Linux,RTAI,Real-time measurement and control system,ADEOS, |
| 【分类导航】 | 工业技术>自动化技术、计算机技术>自动化技术及设备>自动化系统>自动控制、自动控制系统>计算机控制、计算机控制系统 |
| 【论文摘要】 |
在工业测控领域中,系统实时性的重要性不言而喻。系统不仅要保证数据采集、控制等周期任务在确定的时间内完成,也要保证对突发事件等非周期任务的及时响应。
实时操作系统在实时系统中处于核心地位,它是各个功能能够实现的基石。当今主流的实时操作系统虽然性能良好,但都价格昂贵,代码不公开,不利于用户的开发。Linux的出现给我们带来了契机,但Linux只是作为一个通用分时操作系统而开发的,内在的一些固有特性决定了其不适合直接用在实时系统中,于是就出现了各种对其进行实时化改造的方案,RTAI就是其中的典型代表。但是当前对RTAI的研究大多仅限于理论研究,真正将其用在实际系统中的并不多见。在这种背景下,作者在攻读硕士学位期间,将Linux+RTAI方案应用到一套工业实时测控系统中,并根据RTAI的底层实现思想,提出了一个新的旨在提高Linux时间响应精度的方案。
论文首先介绍了对Linux进行实时化改造的常用方法,分析了Linux内核的调度系统、中断系统、时钟系统等核心部分,研究了Linux2.6实时性能方面的改进和不足,指出了影响Linux实时性的主要因素。分析了Linux的一种实时化方法RTAI的... |
| 【论文题纲】 |
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中文摘要 |
3-4 |
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英文摘要 |
4-8 |
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1 绪论 |
8-13 |
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1.1 概述 |
8-9 |
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1.2 国内外研究现状 |
9-11 |
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1.3 本文主要研究内容与论文组织 |
11-13 |
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2 实时系统及 Linux 的实时性分析 |
13-22 |
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2.1 实时操作系统 |
13-15 |
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2.1.1 实时操作系统的定义 |
13 |
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2.1.2 实时操作系统的基本特征 |
13-14 |
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2.1.3 实时操作系统的分类 |
14 |
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2.1.4 实时操作系统的关键技术 |
14-15 |
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2.2 LINUX 的实时性分析 |
15-21 |
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2.2.1 进程调度的目标 |
15-16 |
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2.2.2 Linux 的进程调度 |
16-17 |
|
2.2.3 Linux2.6 内核的进程调度分析 |
17-20 |
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2.2.4 Linux2.6 内核态的可抢占性 |
20-21 |
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2.3 LINUX 在实时应用中的缺陷 |
21 |
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2.4 本章小结 |
21-22 |
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3 RTAI 底层实现分析及调度算法的改进 |
22-35 |
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3.1 RTAI 简介 |
22 |
|
3.2 ADEOS 的实现思路 |
22-27 |
|
3.2.1 ADEOS 中域间的通信方式 |
22-23 |
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3.2.2 中断管道 |
23-24 |
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3.2.3 ADEOS 在RTAI 和Linux 上的实现分析 |
24-27 |
|
3.3 RTAI 调度器的分析与改进 |
27-34 |
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3.3.1 RTAI 中任务的组织方式 |
27-28 |
|
3.3.2 RTAI 的时钟中断处理函数的分析 |
28-31 |
|
3.3.3 就绪队列的改进 |
31-34 |
|
3.4 本章小结 |
34-35 |
|
4 基于 RTAI 和 Linux 的实时测控系统的构建 |
35-50 |
|
4.1 RTAI 下实时程序开发的特点 |
35 |
|
4.2 RTAI 下的实时测控系统开发 |
35-44 |
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4.2.1 开发实时程序的常用接口 |
35-36 |
|
4.2.2 测控系统的硬件结构 |
36-37 |
|
4.2.3 软件规划 |
37-38 |
|
4.2.4 软件设计过程介绍 |
38-44 |
|
4.3 LXRT 下的实时测控系统开发 |
44-47 |
|
4.3.1 LXRT 介绍 |
44 |
|
4.3.2 程序开发 |
44-47 |
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4.4 实时性测试 |
47-49 |
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4.5 本章小结 |
49-50 |
|
5 Linux 系统时钟精度的改进 |
50-62 |
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5.1 基于ARM 的Linux2.6 中的时钟系统分析 |
50-54 |
|
5.1.1 时钟源 |
50 |
|
5.1.2 时钟中断处理 |
50-52 |
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5.1.3 动态定时器 |
52-54 |
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5.2 Linux 下时钟精度的提高 |
54-58 |
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5.2.1 利用ADEOS 为Linux 提供精确定时的方法 |
55-58 |
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5.3 测试 |
58-61 |
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5.4 本章小结 |
61-62 |
|
6 结论与展望 |
62-64 |
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6.1 结论 |
62 |
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6.2 进一步的工作 |
62-64 |
|
致谢 |
64-65 |
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参考文献 |
65-68 |
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附录：作者在攻读硕士学位期间发表的论文目录 |
68 |
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| 【DOI】 | LunWen.ID:2.2008.385878 |
