基于linux和rtai实时测控系统应用的的研究

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1、重庆大学硕士学位论文中文摘要摘要在工业测控领域中，系统实时性的重要性不言而喻。系统不仅要保证数据采集、控制等周期任务在确定的时间内完成，也要保证对突发事件等非周期任务的及时响应。实时操作系统在实时系统中处于核心地位，它是各个功能能够实现的基石。当今主流的实时操作系统虽然性能良好，但都价格昂贵，代码不公开，不利于用户的开发。Linux的出现给我们带来了契机，但Linux只是作为一个通用分时操作系统而开发的，内在的一些固有特性决定了其不适合直接用在实时系统中，于是就出现了各种对其进行实时化改造的方案，RTAI就是其中的典

2、型代表。但是当前对RTAI的研究大多仅限于理论研究，真正将其用在实际系统中的并不多见。在这种背景下，作者在攻读硕士学位期间，将Linux+RTAI方案应用到一套工业实时测控系统中，并根据RTAI的底层实现思想，提出了一个新的旨在提高Linux时间响应精度的方案。论文首先介绍了对Linux进行实时化改造的常用方法，分析了Linux内核的调度系统、中断系统、时钟系统等核心部分，研究了Linux2．6实时性能方面的改进和不足，指出了影响Linux实时性的主要因素。分析了Linux的一种实时化方法RTAI的实现原理，指出了R

3、TAI在任务组织方式上的缺陷并提出了改进的方法。在此基础上成功地利用Linux和RTAI构建一个实时测控系统，并且根据需要分别在内核态和用户态实现了两套控制、显示任务。内核态的实现方式中，控制任务利用RTAI所提供的内核模块实现，显示任务利用SVGAIib库完成：用户态实现方式下的控制任务由RTAI的扩展模块LXRT实现，显示任务用QT实现。最后，在仔细分析了RTAI的底层实现机制ADEOS的原理后，提出了一种新的旨在提高Linux时间响应精度的方法。该方法利用ADEOS提供的环境，创建一个优先级高于Linux的实时

4、域，并实现了一套实时时钟系统，该时钟系统采用了one-shot模式。在没有增加多少系统负担的情况下，本方法明显提高了Linux响应时间的精确性。关键宇：实时，Linux，RTAI，实时测控系统，ADEOS重庆大学硕士学位论文英文摘要ABSTRACTItisevidentthatthereal-timeperformanceofthesystemisveryimportantinthefieldofreal-timemeasurementandcontrolsystem．Bothperiodictaskssuchasi

5、nformationacquisition,control，datacommunicationandaperiodictaskssuchasarisingfromarbitrarycriticaleventsmustbecompletedwithintheirdeadlines．RTOSattheCOleofthereal-timesystem,wlaiehistheeorlla'stoneofallfunctionscanbeachievedAlthoughtoday'smA___instreamRTOShaveg

6、oodperformance。theya∞veryexpensiveandkeepsecrettheirSOUI'cecodesfrompublic，whielacause8manyinconveniencestothedevelopment．TheemergenceofLinuxgivesUSachancetochangethissituation．However,Linuxisoriginanydesignedasadivided-timeOSingeneraluseandtheinherentcharacter

7、isticsofitmakeitisnotsuitablefordirect11Seinreal-timesystems。Somanysehcmshavebeendesignedton妇itabaredreal·timeOS。andRTAIisatypicalrep删ive．ButmostoftheeulTcntrcsearelaonRTAIlimitedtotheoreticalstudiesandpracticalreal-timesystembased011itisveryrare．Thisthesisexpa

8、ndsmyresearch,andareal-timemeasurementandcontrolsystembasedonLinuxandRTAIisimplemented．AtterthetlarollglaanalysisoftheschemeofRTAI。aIle、^，programaimedatimprovingtheaccuracyo