嵌入式实时操作系统在测控系统中的应用研究.pdf

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嵌入式实时操作系统在测控系统中的应用研究李正民，姬晓阳，陈京育言1嵌入式实时操作系统system啪be引Measurementmeasurement随着计算机及电子电路的发展，嵌入式产品深入到生活的方方面面，工业领域同样离不开嵌人式技术用，然而，测控系统的实时性要求也越来越高，嵌入式满足系统的需求，还要在系统的软件方面对测控系统的处理能力进行提高。本文基于嵌入式操作系统对嵌入式系统的实时性进行研究。传统的嵌入式系统在软件设计时没有使用操作系统，而是将应用程序设计成一个死循环，系统轮流断事件，这种设计方法简单、代码少、事件处理单一、处理事件在时问的响应上不能满足要求。随着处理器结构和处理速度的提高，各种各样的嵌入式操作系求较高的操作系统也得到了越来越多的关注。嵌入式操作系统除了具有通用操作系统的一般特点外，在小巧、实时性、可裁剪、可固化代码、稳定性实时内核主要实现任务管理、定时器管理、存储器管理、任务间通讯与同步、中断管理功能。实时系统要对外来的事件在限定的时间内做出反应，当然这个限定时间的范围是根据实际需要来定的。根据系统响应时的紧迫性，系统分为软实时和硬实时两种。国内外应用最为广泛的实时操作系统主要有EmbeddedReal-timeSystemControltermO的发展。当前的测控系统中更是少不了嵌入式的应的开发不仅需要考虑从提高芯片的处理能力方面来处理事件。对实时性要求高的则使用中断来处理中统广泛应用到实际开发中来。与此同时，对实时性要1．1嵌入式实时性操作系统特点强、弱交互性、具备统一接口等方面有突出表现。1．2常用实时操作系统姬晓阳(1983-)，男，河南西平人，硕士研究生，研究方向：嵌人式系统应用；陈京育(1982．)，男，河南洛阳人，硕士研究生，研2010年第6期计算机与现代化总第178期文章编号：1006-2475(2010)06-0153-03(郑州大学信息工程学院，河南郑州450001)摘要：针对嵌入式在工业应用中的实时性问题．本文结合实时性操作系统uC／OS—II和当前应用最广泛的ARM微处理器。设计一个测控系统。在处理器上移植该实时操作系统．编写多任务程序对实时操作系统在系统中相关问题进行研究。结果表明，系统运行的实时，I生能够满足测控领域需求。关键词：ARM；实时性；操作系统；调度中图分类号：TP311．52文献标识码：Adol：10．3969／j．issn．1006-2475．2010．06．044ResearchOperatingApplicationsinandZheng-min，JIJing—yu(School450001，China)收稿日期：2010-02-25基金项目：国家自然科学基金资助项目(60472044)作者简介：李正民(1953·)，男，河南新乡人，郑州大学信息工程学院副教授，硕士生导师，硕士，研究方向：计算机系统结构；究方向：嵌入式系统应用。JISUANJIYUⅪANDAIHUALIXiao-yang，CHENofInformationEngineering，ghengzhouUniversity，Zhengzhouproblemindustry，basedreal—timeuC／OS—IIwidely。thisdesignssystem．Thesucceeds0'3theOSbymultiple—programming．Theshowsthatusedindustryreal·time．words：ARM；real·time；operatingonAbstract：AimingoperatingsystemARMwhichismi-croprocessorpapercontrolportingresearchesreal-timewridngresultKeysystem；schedulingattoONa
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2硬件平台系统移植4系统应用作系统有着各自的特点．在开发过程中可以根据具体需求选择相应的操作系统。环境，在实时操作系统领域中占据重要的位置。它以其良好的可靠性和卓越的实时性被广泛地应用在通讯军事航天等高精技术及实时性要求极高的领域中。操作系统，带有一个相当小的微内核。但是由于vx-Works是一款代码不公开并且需要支付高额费用，另uC／OS．II同样是一个微内核结构，仅仅提供给用户一个内核，和必备的任务管理等基本功能。而大量的核外结构，如I／O驱动则需要用户自己开发。uC／OS．II是一个开源的微型嵌入式操作系统，具有多任务、实时性强和容易移植的特点，广泛应用于各种控制系统。该系统通过了美国航空管理局认证，大部分代码是C语言编写，与CPU相关部分采用汇编编写。基于uC／OS—II上述特点，本文选用该系统作为研究实时操作系统的对象。其他一些常