基于rt_linux和qt_embedded的工控机实时嵌入式系统设计

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1、.基于RT_Linux和QT_Embedded的工控机实时嵌入式系统设计嵌入式系统，一般指非PC系统，以应用为中心，以计算机技术为基础，软件硬件可以裁减，适应应用系统对功能，可靠性，成本，体积，功耗严格要求的专用计算机系统，包括硬件和软件两部分。硬件包括处理器/微处理器，存储以及外设器件和I/O端口，图形控制器等，软件部分包括实时操作系统，应用程序编程。在本嵌入式系统中，由以下部分组成：微处理器PCI9054；外围接口；嵌入式操作系统RT_Linux；应用软件包括UI界面和socket通信等；集成开发环境是RT_Linu

2、x和QT_Embedded系统。一，分别介绍这几大组成部分1，微处理器，微处理器是嵌入式系统的核心，嵌入式微处理器一般具有较高的集成度，PC处理器一般仅仅具有中央处理单元，包括控制器和运算器，而本次系统的微处理器PCI9054不仅包括CPU核心，也包括片内外设部分。PCI9054处理器包含了内存管理器，中断控制器，定时器，芯片组的北桥包含了内存管理单元，南桥包含了中断控制器，定时器等单元。...2，外围接口，外围硬件是嵌入式系统处理器以外的硬件，它为系统提供了运行条件和部分功能。在运行条件方面，最基础的是时钟和电源部分，

3、它们不可能集成到处理器内部，但它们对处理器的正常运转时必要的。外围硬件也将提供在系统中的需要，但是微处理器内部不具有的功能，如内存，各种通信接口。在PC系统中，处理器之外的外围硬件是标准化的，而在此嵌入式系统中，系统的外围硬件则是灵活的，而且在很大程度上都取决于核心微处理器的结构，同时嵌入式的外围硬件也会影响到系统程序的编写。3，嵌入式实时操作系统，本系统中应用RT_Linux实时多任务操作系统，它为应用程序的运行提供了必要的运行环境，任务调度，任务通信，内存管理等功能，因为嵌入式系统和硬件关系非常紧密，在本系统中，需要

4、对实时操作系统进行移植和配置才能使用。构建一个实时嵌入式系统的时候，传统的开发方法一般是采用一个前台/后台循环系统，一个应用软件由一个无穷的循环构成，该循环调用一些模块函数来处理异步事件，按这种方式构造的系统有如下几个主要缺点：1）系统响应时间难以确定，它的响应时间依赖于后台循环所花费的时间，而这个执行时间并不是一个常数；2）系统灵活性差，不易维护，如果想向其中添加新的功能，则必须重新安排整个系统；...3）当系统任务较多时，要考虑的各种可能也多，各种资源如调度不光就会死锁，降低软件可靠性，程序编写任务量成指数增加。基于

5、此，现在越来越多的开发者开始选用嵌入式RTOS实时操作系统作为自己的开发平台，目前市场上有各种各样的嵌入式操作系统，他们在是否需要付版权费，系统调用，支持的处理器类型上面都是有很大差别，与其他操作系统相比，linux操作系统具有许多优点，通过裁剪普通linux得到嵌入式linux的过程中，然后在基于它的基础上开发应用软件，就能深深感受到这一点，不过普通linux是一个分时系统，在实时方面具有几点先天不足：1）普通linux的内核是不可切换的，当一个进程运行在核心态的时候，其他进程不能进入，只能等到该进程退出核心态，因此当

6、一个优先级低的进程处于核心态的时候，可能会阻碍到优先级高的进程运行；2）普通linux在进入“临界区”的时候，常常关中断，导致实时任务不能及时调用执行；3）普通linux时间粒度大，它的时钟中断间隔为10ms，无法满足实时任务调度的要求；...4）虚拟内存机制导致系统的不稳定。由于国家电网的电网监控调度中心对实时性要求很高，普通linux无法满足电网监控调度实时多任务要求，选用实时版本RTlinux。为适应实时多任务系统开发的要求，RT_Llinux对linux的内核进行改造，主要是通过修改linux/arch/i386

7、下与体系结构有关的部分，在linux和硬件之间添加一个RT_Linux内核，这样就会保证RT_Linux的系统开发，能继续使用普通linux的所有功能，强大的图形和网络功能，多进程管理等，还能保证系统对实时的高要求。4，应用程序，该部分主要包括左亚宁的通信模块和张威的UI界面模块，有待进一步完善。5，开发环境，开发环境并不是嵌入式产品的一个必备部分，但是在嵌入式产品开发过程中起着至关重要的作用，不同嵌入式系统的开发环境差别很大，嵌入式的交叉编译环境和程序加载环境是每一个嵌入式系统具有的。最基本的开发环境主要包括代码的编译

8、环境，调试环境和主机的仿真环境。二，嵌入式图形系统QT_Embedded...QT是Trolltech公司所开发的一个跨平台图形界面开发环境，它采用C++的语法，在Linux环境等多平台上都可以执行。Trolltech公司也针对嵌入式环境推出了QT_Embedded产品，与桌面版本不同，QT_Embedded能够将以