基于Linux的實時以太網(wǎng)通訊.pdf

1、該課題通過對實時系統(tǒng)的研究,對Linux操作系統(tǒng)的實時性和實時通信系統(tǒng)進行了分析和論述,由此提出一種基于Linux的軟實時通信模型,并對其應用和關鍵技術進行了探討與實現(xiàn).實時系統(tǒng)與其他普通的系統(tǒng)之間的最大的不同之處就是要滿足處理與時間的關系.在實時計算中,系統(tǒng)的正確性不僅僅依賴于計算的邏輯結(jié)果而且依賴于結(jié)果產(chǎn)生的時間.實時通信在實時系統(tǒng)中十分重要.由于以太網(wǎng)的高性價比、高帶寬和開放性,以太網(wǎng)成為最廣泛的局域網(wǎng)技術,并延伸到控制領域中,但

2、是它缺乏對實時網(wǎng)絡的支持.局域網(wǎng)的ETHERNET協(xié)議——CSMA/CD——本身是一個隨機的協(xié)議,在協(xié)議中,待發(fā)送數(shù)據(jù)的節(jié)點可能與網(wǎng)絡上的其他機器發(fā)生沖突,一旦發(fā)生,就放棄發(fā)送,隨機等待一段時間后再次發(fā)送.因此,該協(xié)議不可能給出在網(wǎng)絡最壞情況的上下限,就造成了發(fā)送數(shù)據(jù)的時間的不確定性問題.Linux是一個通用的操作系統(tǒng),如果把Linux應用于實時系統(tǒng)中,就要解決其核心的實時性問題,諸如時鐘中斷的顆粒度問題,進程的調(diào)度問題,核心代碼的不可

3、搶占性問題等.當前有許多研究機構對linux的實時問題進行了解決.通過對現(xiàn)代控制網(wǎng)絡與數(shù)據(jù)網(wǎng)絡的一體化研究發(fā)現(xiàn),在一個網(wǎng)絡節(jié)點上實時數(shù)據(jù)和非實時數(shù)據(jù)并存.因此,如何分辯和優(yōu)先處理實時數(shù)據(jù)、防止突發(fā)的非實時數(shù)據(jù)傳輸獨占網(wǎng)絡帶寬,該文對此進行了探討和實踐,提出一種帶限制性的優(yōu)先級分類的實時通信模型.該模型把實時系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)包分為實時和非實時兩種優(yōu)先級,同時為了防止非實時數(shù)據(jù)的在網(wǎng)絡中長時間占據(jù)網(wǎng)絡帶寬,對每個站點的非實時數(shù)據(jù)通過令牌桶算法加