基于Linux多路嵌入式控制系统的实时通信

论文摘要

随着网络技术和嵌入式技术的迅猛发展,嵌入式系统与网络技术相结合应用于军事、工业领域已成为必然趋势。应用于军事、工业领域的嵌入式系统往往采用多级处理器加操作系统的控制方式,并利用网络进行大批量的数据、信息传输。研究多级多路系统各路之间实时同步和通信系统各级之间的实时通信具有重要的意义。在这样背景下,本文首先详细介绍了嵌入式技术,包括嵌入式处理器、嵌入式操作系统以及嵌入式开发流程。然后分析了嵌入式系统通信系统的关键技术,并对Linux操作系统实时性进行研究。提出了多路多级控制系统的一种可行的实现方案,此方案通过任务划分的方法将复杂任务划分为实时任务和非实时任务,利用RTLinux双内核分别对实时和非实时任务进行处理,解决了通信系统的实时性,并成功应用到大型图像采集设备上。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 选题背景
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 嵌入式Linux研究现状
• 1.2.2 嵌入式系统实时性研究现状
• 1.3 论文主要工作
• 1.4 论文章节安排
• 第二章 Linux嵌入式系统
• 2.1 嵌入式Linux操作系统
• 2.1.1 嵌入式操作系统
• 2.1.2 Linux在嵌入式中的优势
• 2.2 嵌入式处理器
• 2.3 嵌入式Linux一般框架
• 2.4 嵌入式Linux调试环境NFS建立
• 2.4.1 Linux server端
• 2.4.2 Target board端的client
• 2.5 嵌入式Linux软件组成
• 2.5.1 引导程序
• 2.5.2 嵌入式内核
• 2.5.3 根文件系统
• 2.6 嵌入式软件开发过程
• 2.6.1 系统需求分析和概要设计
• 2.6.2 嵌入式软件开发流程
• 2.7 小结
• 第三章 多路嵌入式控制系统通信系统
• 3.1 多路控制系统模型
• 3.2 多路控制系统通信功能
• 3.3 多路控制系统通信系统的设计
• 3.4 多路控制系统中的通信系统关键技术
• 3.4.1 嵌入式网络技术
• 3.4.2 任务调度算法
• 3.4.3 任务划分
• 3.5 Linux网络编程
• 3.5.1 TCP/IP协议栈
• 3.5.2 Socket编程
• 3.5.3 网络编程
• 3.6 Linux网络驱动开发
• 3.6.1 Linux网络驱动程序的层次
• 3.6.2 网络驱动加载方式
• 3.6.3 内核函数接口
• 3.7 小结
• 第四章 多路嵌入式控制系统实时性研究
• 4.1 嵌入式系统的实时性
• 4.1.1 嵌入式系统实时概念
• 4.1.2 嵌入式系统实时性研究角度
• 4.2 Linux操作系统实时性
• 4.2.1 Linux系统实时性缺陷
• 4.2.2 Linux实时化改造的典型方法
• 4.3 网络通信系统的实时性
• 4.3.1 操作系统的实时性
• 4.3.2 网络本身改造
• 4.4 小结
• 第五章 多路嵌入式控制系统典型应用
• 5.1 大型数据采集设备功能
• 5.1.1 系统功能简介
• 5.1.2 系统拟达到的技术指标
• 5.2 大型图像采集设备原理框图
• 5.3 大型图像采集设备整体设计
• 5.4 总体设计流程
• 5.5 图像采集设备特点和关键
• 5.5.1 各级的通信特点
• 5.5.2 各级的通信关键
• 5.6 实时解决方案
• 5.7 小结
• 第六章 大型图像采集设备设计与实现
• 6.1 系统方案选择
• 6.2 构建CF卡上的Linux
• 6.2.1 内核配置与裁剪
• 6.2.2 建立根文件系统
• 6.2.3 创建ramdisk
• 6.2.4 安装Kernel，ramdisk，grub到CF卡
• 6.3 通信系统软件设计与实现
• 6.3.1 网络数据传输速度测试程序设计与实现
• 6.3.2 网络通信程序设计与实现
• 6.3.3 RTLinux应用程序的编写
• 6.4 系统测试
• 6.4.1 系统方案测试
• 6.4.2 网络数据传输速度测试
• 结束语
• 致谢
• 参考文献