Windows環(huán)境測控系統(tǒng)中實時擴展技術(shù)的研究與實現(xiàn).pdf

1、由于Windows2000操作系統(tǒng)友好的圖形用戶接口、出色的多任務(wù)性能和優(yōu)越的硬件兼容性,在當今的計算機測控領(lǐng)域中,越來越多的測控系統(tǒng)采用Windows2000作為其開發(fā)和運行平臺.然而由于Windows2000并不是針對實時性應(yīng)用而設(shè)計的,如果采用普通的技術(shù)手段進行測控系統(tǒng)的開發(fā)和設(shè)計,在實時性要求較高的情況下將無法達到應(yīng)用的要求.因此,對Windows 2000的內(nèi)核機制進行深入分析,從而研究擴展Windows2000的實時性能的方

2、法,具有很強的理論意義和實用價值.該文結(jié)合中航二集團"十五"預(yù)研課題(41801100101)—"直升機飛行載荷數(shù)字化協(xié)調(diào)加載及數(shù)據(jù)采集技術(shù)研究",對數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中的實時性問題和實時擴展技術(shù)展開深入研究,最終實現(xiàn)了基于Windows 2000測控系統(tǒng)的實時擴展,并將其應(yīng)用于實際的采集系統(tǒng)研制和開發(fā)中.該文首先在研究了Windows2000體系結(jié)構(gòu)和系統(tǒng)機制后,詳細分析了Windows2000用于實時系統(tǒng)時存在的問題,并研究了國內(nèi)外對此問

3、題的研究狀況.結(jié)合工程項目的實際情況,提出了基于Windows2000測控系統(tǒng)實時擴展的總體分析與設(shè)計,并分析和解決了實時擴展中的定時器管理、任務(wù)管理和調(diào)度、I/O管理和緩沖池管理等關(guān)鍵技術(shù).針對實時擴展的定時器管理問題,該文在研究了Windows中斷調(diào)度機制的基礎(chǔ)之上,設(shè)計并實現(xiàn)了通過軟件和硬件兩種手段獲得時鐘的方法,并研究了時鐘中斷的功能和實現(xiàn)方法.對于實時擴展中的實時任務(wù)調(diào)度問題,該文在研究了Windows2000的進線程機制,并

4、對測控系統(tǒng)任務(wù)進行分類和分解之后,設(shè)計并實現(xiàn)了一種新的基于周期任務(wù)的動態(tài)優(yōu)先級調(diào)度算法,有效的解決了采集和控制任務(wù)的實時性問題.該文在研究了Windows內(nèi)核驅(qū)動程序模型的基礎(chǔ)之上,設(shè)計并實現(xiàn)I/O的初始化管理、請求派發(fā)機制、同步管理機制以及緩沖池的分配與回收機制、非分頁內(nèi)存鏈表管理等機制和方法,較好的解決了實時擴展中的I/O管理和緩沖池問題.利用所研究和設(shè)計的實時擴展方法,該文設(shè)計了具體的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng),并對其功能和性能進行了測試、分析