嵌入式Linux的實(shí)時(shí)化改造及其在故障錄波中的應(yīng)用.pdf

1、傳統(tǒng)的故障錄波裝置在實(shí)時(shí)性、可靠性及穩(wěn)定性上存在一定的不足，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)尤其是嵌入式系統(tǒng)的飛速發(fā)展，采用嵌入式系統(tǒng)有助于提高故障錄波器的性能。而Vxworks等商業(yè)嵌入式操作系統(tǒng)價(jià)格昂貴，嵌入式Linux功能強(qiáng)大、性能穩(wěn)定可靠，但是其本質(zhì)上屬于分時(shí)操作系統(tǒng)，在實(shí)時(shí)性方面存在較大劣勢。由此本文提出了將RTLinux+Linux的雙核操作系統(tǒng)應(yīng)用于故障錄波器的研究課題。
　　 本文分析了制約Linux實(shí)時(shí)性的幾個(gè)因素，提出一種基于

2、APIC時(shí)鐘的Linux實(shí)時(shí)化改造方法，通過對(duì)普通APIC時(shí)鐘進(jìn)行改造，使其滿足高精度的實(shí)時(shí)化需求，通過多組仿真實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證了該實(shí)時(shí)化改造方法的實(shí)時(shí)性能可達(dá)到100us級(jí)的精度。
　　 本文著重分析了RTLinux的基本原理和實(shí)現(xiàn)機(jī)制，以此為基礎(chǔ)創(chuàng)建RTLinux+Linux的雙核實(shí)時(shí)化系統(tǒng)。在普通內(nèi)核、RTLinux+Linux、普通內(nèi)核+RTLinux補(bǔ)丁+搶占內(nèi)核補(bǔ)丁等3種操作系統(tǒng)平臺(tái)上，通過對(duì)內(nèi)核的重編譯、TCP數(shù)據(jù)通信、

3、進(jìn)程間通過共享內(nèi)存進(jìn)行通信、浮點(diǎn)運(yùn)算、文件的創(chuàng)建及讀寫、讀取緩沖區(qū)中隨機(jī)數(shù)據(jù)等6個(gè)同時(shí)運(yùn)行的進(jìn)程進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)，表明普通內(nèi)核+RTLinux的99.999％例程的中斷響應(yīng)時(shí)間都低于5ms。但在5ms～10ms之間存在幾處抖動(dòng)。普通內(nèi)核+RTLinux+搶占內(nèi)核補(bǔ)丁的最大響應(yīng)時(shí)間為1.2ms，并且99.99992％中斷響應(yīng)時(shí)間在100us以內(nèi)，其實(shí)時(shí)性是三種方案中最好的，能夠滿足故障錄波器的各種功能的要求。
　　 本文結(jié)合故障錄波器