基于LINUX操作系統(tǒng)的分布式實(shí)時(shí)測(cè)控系統(tǒng).pdf

1、以工業(yè)PC為硬件平臺(tái)、PC操作系統(tǒng)為軟件平臺(tái)開(kāi)發(fā)測(cè)控系統(tǒng)是當(dāng)前工業(yè)實(shí)時(shí)測(cè)控系統(tǒng)的一個(gè)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(shí)時(shí)多任務(wù)的實(shí)現(xiàn)問(wèn)題上存在著許多缺點(diǎn)；商業(yè)實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)，雖然性能較好，但是價(jià)格昂貴，源代碼保密，對(duì)實(shí)時(shí)系統(tǒng)開(kāi)發(fā)帶來(lái)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(jī)。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(shí)時(shí)測(cè)控系

2、統(tǒng)所作的研究工作，主要是圍繞著解決測(cè)控系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性和多任務(wù)來(lái)展開(kāi)。其主要工作及結(jié)論如下： 論文首先分析了Linux內(nèi)核實(shí)時(shí)性，總結(jié)出了其在實(shí)時(shí)應(yīng)用的5個(gè)缺點(diǎn)；研究了目前國(guó)際上對(duì)Linux進(jìn)行實(shí)時(shí)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(shí)時(shí)Linux的性能。 RTLinux是對(duì)標(biāo)準(zhǔn)Linux通過(guò)外部改造技術(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)性改造得到的。論文對(duì)RTLinux的實(shí)現(xiàn)原理進(jìn)行了深入的剖析，研究了

3、RTLinux的幾個(gè)關(guān)鍵技術(shù)：中斷模擬器、實(shí)時(shí)任務(wù)調(diào)度、實(shí)時(shí)時(shí)鐘和進(jìn)程間通信機(jī)制等，并對(duì)RTLinux進(jìn)行了中斷延遲測(cè)試和調(diào)度精度測(cè)試，測(cè)試結(jié)果表明，RTLinux達(dá)到了硬實(shí)時(shí)應(yīng)用的要求；同時(shí)分析研究了RTLinux的編程接口及其在實(shí)時(shí)應(yīng)用中的軟件設(shè)計(jì)原則。 成功地將RTLinux應(yīng)用于一套實(shí)際的工業(yè)實(shí)時(shí)測(cè)控系統(tǒng)中，完成了該實(shí)時(shí)測(cè)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(shí)時(shí)任務(wù)和非實(shí)時(shí)任務(wù)。由于RTLinux

4、具有很高的定時(shí)精度，所以把實(shí)時(shí)任務(wù)設(shè)置為周期任務(wù)，采用RM調(diào)度算法進(jìn)行調(diào)度，完成數(shù)據(jù)采集、處理和輸出；非實(shí)時(shí)任務(wù)為L(zhǎng)inux用戶空間程序，完成數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、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(jì)出測(cè)試程序，成功地對(duì)基于RTLinux的實(shí)時(shí)測(cè)控系統(tǒng)進(jìn)行可調(diào)度性和實(shí)時(shí)性分析與測(cè)試，測(cè)試結(jié)果達(dá)到了令人滿意的要求。 分析了Linux下的串行通信機(jī)制，構(gòu)建了一個(gè)基于RS-485的小型分布