强实时RTAI在ARM9处理器的实现及性能研究
发布时间：2022-08-08 20:41
随着嵌入式系统的广泛应用,嵌入式实时操作系统RTOS也越来越受到重视,尤其是在工业控制、航空航天、医疗卫生和军用等领域。RTAI （Real-Time Application Interface）是由意大利米兰理工学院航天工程系（DIAPM）发起开发的遵循GPL的开源项目。它是对Linux内核的强实时扩展,可以提供工业级的RTOS功能,而且其所有的功能都可无缝的通过GNU/Linux环境访问。现在基于RTAI已经有了很多的应用,如RTnet、USB4RT、RTCAN等。RTAI还在不断的发展之中,而且它在实时环境中的应用也越来越多,有广阔的发展前景。基于上述意义,本文首先解释了实时操作系统的相关概念,分别从任务调度、中断响应、内存管理等方面,指出在实时操作系统中影响实时性的要素,并给出了现阶段实时Linux的几种架构。接着,针对基于ARM平台RTAI的实现,深入研究与分析了RTAI实现机制,详细剖析了基于Linux实现的ADEOS/IPIPE超微内核的工作原理和具体实现。设计完成的测试硬件平台基于AT91RM9200处理器,AT91RM9200是ATMEL针对系统控制以及通信领域推出的...
【文章页数】：86 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 引言
1.2 本文研究的背景和意义
1.3 本文研究的主要内容与论文结构
1.3.1 本文的主要工作内容
1.3.2 论文结构
第2章 实时操作系统特点及实时Linux架构
2.1 实时操作系统特点
2.2 实时操作系统性能指标
2.2.1 内存管理技术
2.2.2 任务调度
2.2.3 任务响应延迟时间
2.3 实时Linux架构
2.3.1 Linux实时化改造技术
2.3.2 几种实时Linux架构
第3章 测试硬件平台电路设计实现
3.1 系统硬件总体设计
3.2 主处理器介绍及外围电路设计
3.2.1 AT91RM9200介绍
3.2.2 处理器外围电路设计
3.3 SDRAM及FLASH存储器设计
3.3.1 SDRAM选型及电路设计
3.3.2 NOR FLASH电路设计
3.3.3 NAND FLASH电路设计
3.3.4 EEPROM电路设计
3.4 基于DM9161A的以太网电路设计
3.4.1 DM9161A介绍
3.4.2 以太网接口电路设计
3.5 其他电路模块设计
3.6 硬件系统优化与电路调试
3.7 硬件平台PCB图与实物图
第4章 基于ADEOS/IPIPE的RTAI实现技术
4.1 Linux/RTAI双内核结构
4.2 ADEOS/IPIPE超微内核技术
4.2.1 ADEOS基本原理
4.2.2 ADEOS基于Linux的实现
4.3 RTAI实时内核的实现
4.3.1 RTAI硬件抽象层
4.3.2 RTAI中断管理
4.3.3 RTAI实时任务管理
4.3.4 RTAI其他功能模块
4.4 LXRT实时用户任务接口
第5章 测试软件系统构建
5.1 系统软件在存储器上的映射关系及启动流程
5.2 建立交叉编译环境
5.3 loader.bin与boot.bin执行流程及实现
5.4 Bootloader移植
5.5 Linux操作系统移植
5.5.1 Linux内核移植
5.5.2 文件系统制作
5.6 RTAI移植实现
5.6.1 RTAI移植要素
5.6.2 RTAI的移植实现
5.7 基于Linux/RTAI系统的应用开发原理
第6章 测试程序设计与系统性能分析
6.1 系统实时性能测试程序设计
6.2 测试与性能分析
6.2.1 环境配置
6.2.2 测试方法与目的
6.2.3 测试结果与性能分析
结论
致谢
参考文献
附录1 测试硬件平台电路原理图
攻读硕士学位期间发表的论文
【参考文献】：
期刊论文
[1]Linux内核的实时支持的研究与实现[J]. 邹勇,王青,李明树. 计算机研究与发展. 2002(04)
硕士论文
[1]基于RTAI/RTnet实时以太网图像传输系统的设计与实现[D]. 王海花.西南交通大学 2007
本文编号：3672193
【文章页数】：86 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 引言
1.2 本文研究的背景和意义
1.3 本文研究的主要内容与论文结构
1.3.1 本文的主要工作内容
1.3.2 论文结构
第2章 实时操作系统特点及实时Linux架构
2.1 实时操作系统特点
2.2 实时操作系统性能指标
2.2.1 内存管理技术
2.2.2 任务调度
2.2.3 任务响应延迟时间
2.3 实时Linux架构
2.3.1 Linux实时化改造技术
2.3.2 几种实时Linux架构
第3章 测试硬件平台电路设计实现
3.1 系统硬件总体设计
3.2 主处理器介绍及外围电路设计
3.2.1 AT91RM9200介绍
3.2.2 处理器外围电路设计
3.3 SDRAM及FLASH存储器设计
3.3.1 SDRAM选型及电路设计
3.3.2 NOR FLASH电路设计
3.3.3 NAND FLASH电路设计
3.3.4 EEPROM电路设计
3.4 基于DM9161A的以太网电路设计
3.4.1 DM9161A介绍
3.4.2 以太网接口电路设计
3.5 其他电路模块设计
3.6 硬件系统优化与电路调试
3.7 硬件平台PCB图与实物图
第4章 基于ADEOS/IPIPE的RTAI实现技术
4.1 Linux/RTAI双内核结构
4.2 ADEOS/IPIPE超微内核技术
4.2.1 ADEOS基本原理
4.2.2 ADEOS基于Linux的实现
4.3 RTAI实时内核的实现
4.3.1 RTAI硬件抽象层
4.3.2 RTAI中断管理
4.3.3 RTAI实时任务管理
4.3.4 RTAI其他功能模块
4.4 LXRT实时用户任务接口
第5章 测试软件系统构建
5.1 系统软件在存储器上的映射关系及启动流程
5.2 建立交叉编译环境
5.3 loader.bin与boot.bin执行流程及实现
5.4 Bootloader移植
5.5 Linux操作系统移植
5.5.1 Linux内核移植
5.5.2 文件系统制作
5.6 RTAI移植实现
5.6.1 RTAI移植要素
5.6.2 RTAI的移植实现
5.7 基于Linux/RTAI系统的应用开发原理
第6章 测试程序设计与系统性能分析
6.1 系统实时性能测试程序设计
6.2 测试与性能分析
6.2.1 环境配置
6.2.2 测试方法与目的
6.2.3 测试结果与性能分析
结论
致谢
参考文献
附录1 测试硬件平台电路原理图
攻读硕士学位期间发表的论文
【参考文献】：
期刊论文
[1]Linux内核的实时支持的研究与实现[J]. 邹勇,王青,李明树. 计算机研究与发展. 2002(04)
硕士论文
[1]基于RTAI/RTnet实时以太网图像传输系统的设计与实现[D]. 王海花.西南交通大学 2007
本文编号：3672193
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/jisuanjikexuelunwen/3672193.html
