基于数控系统的嵌入式Linux实时操作系统平台研究

论文摘要

以实时控制为代表的嵌入式产品,不仅为嵌入式市场展现了美好前景,同时也对嵌入式系统技术,特别是对嵌入式实时操作系统提出了新的挑战。嵌入式实时操作系统是嵌入式应用软件的开发平台,它的设计面向各种底层硬件,为应用软件的开发人员提供了统一的编程接口,同时嵌入式实时操作系统必须具有很好的实时性能,以满足其对外部事件的实时响应。Linux操作系统因其源代码开放、内核的高度可裁减性使得它在嵌入式实时领域备受关注。但是Linux是一种通用的分时系统,这限制了它在嵌入式实时系统中的应用,必须对其进行实时改进,以满足实时性能的要求。本文介绍了实时嵌入式操作系统有关的基本概念,并对Linux操作系统进行分析和设计,使其能满足实时系统和嵌入式系统的要求。论文着重从实时操作系统和嵌入式操作系统两个方面进行设计与实现。在实时操作系统方面,Linux对实时任务有一定考虑,但远没有达到硬实时的要求,本文通过分析它的调度时机和调度策略两个方面指出其影响实时性能的关键因素。目前有许多对Linux实时性能的改进方案,通过综合分析比较,选择了RT-Linux进行研究和应用。最后设计和裁减出一套可用于数控系统的嵌入式linux实时u盘系统。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 引言
• 1.1 项目背景和意义
• 1.2 研究的主要内容
• 1.3 论文结构
• 2 嵌入式实时操作系统概述
• 2.1 嵌入式系统
• 2.2 嵌入式LINUX
• 2.2.1 嵌入式LINUX优势
• 2.2.2 嵌入式LINUX的挑战
• 2.3 关键技术
• 2.3.1 开发流程
• 2.3.2 交叉编译和链接
• 2.3.3 交叉调试
• 2.3.4 系统测试
• 3 基于LINUX的实时系统及选择
• 3.1 实时调度算法介绍
• 3.1.1 实时CPU调度算法分类
• 3.1.2 通用LINUX系统中的CPU调度
• 3.2 各种实时LINUX系统
• 3.2.1 RT-LINUX和RTAI
• 3.2.2 Kurt-Linux
• 3.2.3 RED-LINUX
• 3.2.4 LINUX/RK
• 3.2.5 QLINUX
• 3.2.6 LINUX-SRT
• 3.2.7 HARD-HAT LINUX
• 3.2.8 SILK
• 3.3 实时LINUX实现方案的总结
• 4 数控系统需求分析
• 4.1 数控系统的功能分析
• 4.2 数控系统的工作特点
• 4.3 数控系统功能的实时性划分
• 5 嵌入式LINUX实时系统的设计实现
• 5.1 基本考虑
• 5.2 总体结构
• 5.3 系统引导
• 5.4 编译内核
• 5.5 系统裁减
• 5.6 制作启动U盘
• 总结
• 致谢
• 参考文献