基于RT_Linux和QT_Embedded的工控机实时嵌入式系统设计.doc

"基于RT_Linux和QT_Embedded的工控机实时嵌入式系统设计" 本文档介绍了基于RT_Linux和QT_Embedded的工控机实时嵌入式系统设计。嵌入式系统是一种特殊的计算机系统，以应用为中心，以计算机技术为根底，软件硬件可以裁减，适应应用系统对功能、可靠性、本钱、体积、功耗等严格要求的专用计算机系统。 微处理器 微处理器是嵌入式系统的核心，微处理器一般具有较高的集成度。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。 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局部功能。在运行条件方面，最根底的是时钟和电源局部，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。 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严密，在本系统中，需要对实时操作系统进展移植和配置才能使用。 传统开发方法的缺点 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以下几个主要缺点： 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，那么必须重新安排整个系统； 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RTOS的开发 基于RTOS的开发方法可以解决传统开发方法的缺点，RTOS提供了实时操作系统、任务调度、任务通信、内存管理等功能，可以满足实时嵌入式系统的要求。 Linux操作系统 Linux操作系统具有许多优点，可以通过裁剪普通Linux得到嵌入式Linux，然后在基于它的根底上开发应用软件。不过普通Linux是一种分时系统，在实时方面具有几点先天缺乏： 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。 本文档介绍了基于RT_Linux和QT_Embedded的工控机实时嵌入式系统设计，包括微处理器、外围接口、嵌入式实时操作系统等方面的知识点，对于实时嵌入式系统的设计和开发具有重要的参考价值。