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基于RT_Linux和QT_Embedded的工控机实时嵌入式系统设计

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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_Linux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。

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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,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;

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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;

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基于RT_Linux和QT_Embedded的工控机实时嵌入式系统设计

.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
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