基于LINUX操作系統(tǒng)的分布式實時測控系統(tǒng).pdf

1、以工業(yè)PC為硬件平臺、PC操作系統(tǒng)為軟件平臺開發(fā)測控系統(tǒng)是當前工業(yè)實時測控系統(tǒng)的一個重要的研究方向。DOS和WINDOWS是PC上的主流操作系統(tǒng)，但是DOS和WINDOWS在解決實時多任務(wù)的實現(xiàn)問題上存在著許多缺點；商業(yè)實時操作系統(tǒng)，雖然性能較好，但是價格昂貴，源代碼保密，對實時系統(tǒng)開發(fā)帶來很多不便。 自由軟件Linux操作系統(tǒng)的出現(xiàn)提供了改變這種局面的契機。本文論述了作者在碩士學(xué)位論文工作期間將Linux引入工業(yè)PC實時測控系

2、統(tǒng)所作的研究工作，主要是圍繞著解決測控系統(tǒng)的實時性和多任務(wù)來展開。其主要工作及結(jié)論如下： 論文首先分析了Linux內(nèi)核實時性，總結(jié)出了其在實時應(yīng)用的5個缺點；研究了目前國際上對Linux進行實時化改造的兩種方法：內(nèi)部改造技術(shù)和外部改造技術(shù)的原理，并分析比較了用這兩種方法改造的實時Linux的性能。 RTLinux是對標準Linux通過外部改造技術(shù)進行實時性改造得到的。論文對RTLinux的實現(xiàn)原理進行了深入的剖析，研究了

3、RTLinux的幾個關(guān)鍵技術(shù)：中斷模擬器、實時任務(wù)調(diào)度、實時時鐘和進程間通信機制等，并對RTLinux進行了中斷延遲測試和調(diào)度精度測試，測試結(jié)果表明，RTLinux達到了硬實時應(yīng)用的要求；同時分析研究了RTLinux的編程接口及其在實時應(yīng)用中的軟件設(shè)計原則。 成功地將RTLinux應(yīng)用于一套實際的工業(yè)實時測控系統(tǒng)中，完成了該實時測控系統(tǒng)的硬件構(gòu)建和軟件編制。RTLinux在應(yīng)用中將系統(tǒng)分為實時任務(wù)和非實時任務(wù)。由于RTLinux

4、具有很高的定時精度，所以把實時任務(wù)設(shè)置為周期任務(wù)，采用RM調(diào)度算法進行調(diào)度，完成數(shù)據(jù)采集、處理和輸出；非實時任務(wù)為Linux用戶空間程序，完成數(shù)據(jù)存儲、顯示和管理等功能。 分析研究了RM調(diào)度算法及其可調(diào)度性判定定理，并利用RM調(diào)度算法設(shè)計出測試程序，成功地對基于RTLinux的實時測控系統(tǒng)進行可調(diào)度性和實時性分析與測試，測試結(jié)果達到了令人滿意的要求。 分析了Linux下的串行通信機制，構(gòu)建了一個基于RS-485的小型分布