当前位置:主页 > 科技论文 > 软件论文 >

面向SoC嵌入式实时操作系统的研究与实现

发布时间:2019-01-25 10:27
【摘要】:研究课题选题及研究内容:围绕LT-H10专用数控系统的SoC(系统级芯片)扩展控制单元,设计实现一种基于FPGA芯片的So C系统的嵌入式实时操作系统。LT-H10滚齿机数控系统采用基于ARM的系统结构,其处理器性能、资源等比以往基于x86的系统受到很大的限制,所以CPU的占用率也相对较高。针对LT-H10数控系统存在的问题与不足,同时为了降低ARM CPU的占用率,考虑把系统运行的主站控制功能迁移到底板FPGA Micro Blaze软核处理器上运行,本文提出了一种基于Micro Blaze软核处理器的So C_rt OS嵌入式实时操作系统的设计方案。在对实时操作系统和Micro Blaze软核处理器进入深入学习和研究的基础上,本文分别从抢占式任务调度、任务管理、任务间同步和通信、存储管理、中断5个方面对So C_rt OS系统进行了详细设计。从系统任务管理、中断管理、系统内存管理和系统外设管理四个方面着手,在Micro Blaze软核处理器上具体实现So C_rt OS系统,并完成了I/O读写管理在So C_rt OS系统中的具体实现。在完成So C_rt OS系统在Micro Blaze软核处理器上的具体实现的基础上,对系统进行了测试,结果表明实现在Micro Blaze软核处理器上的So C_rt OS系统可以正常稳定运行。为了验证So C_rt OS系统在任务调度时的任务切换速度是否能够满足原有LT-H10数控系统的应用需求,设计了一个对比系统:针对Micro Blaz So C_rt OS系统和ARM Linux系统设计任务调度算法对任务的切换时间进行测量和分析。实验结果表明So C_rt OS系统运行在Micro Blaze上之后,不仅可以稳定的运行,而且能够实现快速的任务切换,符合数控系统的实时性要求,可以满足LT-H10滚齿机控制系统的应用需要。
[Abstract]:Research topics and research contents: SoC (System-Level Chip) extended control unit around LT-H10 dedicated NC system, A kind of embedded real-time operating system of So C system based on FPGA chip is designed and implemented. The CNC system of LT-H10 hobbing machine adopts the system structure based on ARM. Its processor performance, resource and so on are more limited than those based on x86. So the occupancy rate of CPU is relatively high. In view of the problems and shortcomings of LT-H10 numerical control system, in order to reduce the occupancy rate of ARM CPU, the master station control function of the system is transferred to the bottom board FPGA Micro Blaze soft core processor to run. This paper presents a design scheme of So C_rt OS embedded real-time operating system based on Micro Blaze soft core processor. On the basis of in-depth study and research on real-time operating system and Micro Blaze soft core processor, this paper respectively from preemptive task scheduling, task management, task synchronization and communication, storage management, The So C_rt OS system is designed in detail in 5 aspects of interrupt. From four aspects of system task management, interrupt management, system memory management and system peripheral management, So C_rt OS system is implemented on Micro Blaze soft core processor. The realization of I / O read-write management in So C_rt OS system is also completed. On the basis of the implementation of So C_rt OS system on Micro Blaze soft core processor, the system is tested. The results show that the So C_rt OS system implemented on Micro Blaze soft core processor can run normally and stably. In order to verify whether the task switching speed of So C_rt OS system in task scheduling can meet the application requirements of the original LT-H10 CNC system, A comparative system is designed: task scheduling algorithm is designed for Micro Blaz So C_rt OS system and ARM Linux system to measure and analyze the task switching time. The experimental results show that the So C_rt OS system can not only run stably, but also realize fast task switching after running on Micro Blaze, which meets the real-time requirements of CNC system. It can meet the application needs of LT-H10 gear hobbing machine control system.
【学位授予单位】:中国科学院大学(中国科学院沈阳计算技术研究所)
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TP316.2

【参考文献】

相关期刊论文 前10条

1 陈瑞杰;;实时操作系统RTOS发展概述[J];通信电源技术;2016年04期

2 季照平;;基于单片机ARM嵌入式技术的数控系统的开发研究[J];轻工科技;2015年11期

3 CHENG Zhonghan;XU Xin;HUANG Hao;ZHU Runsheng;;A Scalable Memory Management Service Based on Microkernel OS in Multicore Environment[J];Chinese Journal of Electronics;2015年02期

4 Wang Feng;Lin Hu;Zheng Liaomo;Yang Lei;Feng Jinjin;Zhang Han;;Design and implementation of five-axis transformation function in CNC system[J];Chinese Journal of Aeronautics;2014年02期

5 Shuang Gu;Cheng-Dong Wu;Yong Yue;Carsten Maple;Da-You Li;Bei-Sheng Liu;;Real-time Compliance Control of an Assistive Joint Using QNX Operating System[J];International Journal of Automation and Computing;2013年06期

6 张开生;陈明;周子超;;FPGA实时操作系统μC/OS-Ⅱ的实现[J];电子科技;2013年10期

7 胡伟;余莹莹;;安徽省装备制造业发展的现状及对策研究[J];中国制造业信息化;2012年09期

8 陶锐;李洋;曹海燕;;基于ARM7内核的UCOS-Ⅱ移植研究[J];企业技术开发;2012年05期

9 王帅;陈金鹰;邹振宇;;基于MicroBlaze的μC/OS-Ⅱ移植[J];中国集成电路;2011年07期

10 ;Key Technology of Embedded System Implementation for Software-based CNC System[J];Chinese Journal of Mechanical Engineering;2010年02期

相关博士学位论文 前2条

1 陈新春;无理论刃形误差剐齿刀设计与制造基础研究[D];天津大学;2014年

2 高丰;基于SOC的实时操作系统的研究[D];浙江大学;2002年

相关硕士学位论文 前10条

1 崔浩鑫;基于实时操作系统的任务调度算法研究及硬件实现[D];哈尔滨理工大学;2015年

2 张小川;Modbus设备嵌入式网页控制方法的研究与实现[D];华北理工大学;2015年

3 黄红超;任意波形发生器的控制端设计[D];哈尔滨工业大学;2014年

4 徐士强;基于ARM9的嵌入式Linux系统的研究与应用[D];南京邮电大学;2012年

5 石亦磊;嵌入式实时操作系统测试方法研究[D];湖南大学;2011年

6 杨露;实时操作系统μC/OS-Ⅱ任务调度机制的分析与改进[D];南京邮电大学;2011年

7 蔡雪亮;面向实时系统的抢占式任务切换方法研究[D];东北大学;2010年

8 高洁;大连机床集团发展战略研究[D];燕山大学;2009年

9 谭强;基于ARM的嵌入式强实时内核设计[D];辽宁师范大学;2008年

10 李斌;数控纵切车床CAD/CAM自动编程系统的方案设计[D];四川大学;2006年



本文编号:2415047

资料下载
论文发表

本文链接:https://www.wllwen.com/kejilunwen/ruanjiangongchenglunwen/2415047.html


Copyright(c)文论论文网All Rights Reserved | 网站地图 |

版权申明:资料由用户21324***提供,本站仅收录摘要或目录,作者需要删除请E-mail邮箱bigeng88@qq.com