基于uCOS-Ⅱ的嵌入式数控系统实时性分析

提出了一种嵌入式数控系统的软硬件体系结构，该系统采用实时操作系统uCOS-Ⅱ和ARM嵌入式微处胛器构建。结合实时多任务操作系统的性能指标，分析了嵌入式实时操作系统uCOS-Ⅱ的时间特性，并给出了uCOS-Ⅱ中最长时间特性的计算方法，同时，在数控系统的平台上，测试了系统任务调度各个阶段所用时间，并对此系统的实时性和稳定性进行了分析。结果表明，基于uCOS-Ⅱ和ARM所构建的嵌入式数控系统的实时性好，且具有低成本、高性能的特点，具有广泛的应用前景。     

μC/OS-III的实时性测试

为测试嵌入式实时操作系统μC/OS-Ⅲ的实时性,设计了基于ARM Cortex-M3内核的实验平台.该平台由波形发生模块、ARM Cortex-M3硬件模块、单片实时信号采集模块和实时操作系统采集模块4个部分构成.基于STC89C52构建波形发生模块,基于STM32设计ARM Cortex-M3硬件模块,并在STM32上开发实时信号采集模块和实时操作系统采集模块.实验表明,实时操作系统采集模块采集一次比实时信号采集模块消耗更长的时间,且消耗的时间与任务个数成线性关系.     

嵌入式实时操作系统在测控系统中的应用研究

针对嵌入式在工业应用中的实时性问题,本文结合实时性操作系统uC/OS-II和当前应用最广泛的ARM微处理器,设计一个测控系统。在处理器上移植该实时操作系统,编写多任务程序对实时操作系统在系统中相关问题进行研究。结果表明,系统运行的实时性能够满足测控领域需求。     

基于嵌入式Linux的远程数据采集系统

提出一种基于嵌入式Linux系统的远程数据采集的设计方案,采用ARM9体系结构的嵌入式处理芯片S3C2410X作为系统的控制芯片、高实时性的嵌入式Linux多任务实时操作系统和Qt/Embedded图形用户界面,具有友好的人机接口和远程监控等优点.     

嵌入式实时操作系统在数控系统设计中的应用

分析了嵌入式实时操作系统的特点,其与通用操作系统相比更适合嵌入式数控系统的设计。选用µC/OS-II并以模块化的思想设计了基于MC68F375和MCX314的嵌入式数控系统硬件平台,对软件结构进行了层次划分,以功能应用为目标对应用软件进行了模块化设计,以实时性强弱为标准对数控系统任务的优先级进行了分配,分析了系统多任务运行的调度机制,开发了TDNCL4M和TDNCL4T数控系统。     

嵌入式数控转塔冲床数控系统设计

通过对基于传统工业控制器数控系统的分析研究,针对传统数控系统的缺陷与不足,提出了一种基于CORTEXA8微处理器和嵌入式操作系统(Win CE7)的嵌入式数控系统。嵌入式实时操作系统和高性能微处理器的结合使得该数控系统的实时多任务处理能力大大提升,弥补了传统数控系统实时性差的不足。针对数控机床对通信高效化、制造网络化的要求以及工业级无线通信的发展,把Zig Bee无线通信应用到数控系统通信中,实现系统的无线通信。系统调试表明,数控系统各模块工作正常,并能实现上位机与控制器之间的无线通信。     

基于μC/OS-II的嵌入式系统研究与应用

本文主要讨论嵌入式实时操作系统μC/OS-II的特性与功能,阐述基于μC/OS-II的嵌入式系统的系统结构,如何构建基于μC/OS-II的嵌入式开发平台,重点论述了μC/OS-II在ARM微处理器上的移植。     

Embedded Linux OS的实时性研究

随着嵌入式系统的迅猛发展,具有重要地位的嵌入式实时性能近来已经成为研究的热点。通过分析LINUX作为嵌入式实时操作系统的特点,认识到其内核在实时性方面急需改进。并详细介绍了实现实时性的两种解决方案,通过比较和分析,研究了他们各自的优缺点。可以看出,嵌入式LINUX操作系统的实时性是可以得到保证的。     

嵌入式技术在煤矿井下排水系统中的应用

煤矿井下排水系统是煤矿安全生产的重要环节,传统的基于单片机的系统稳定性、可靠性较差.因此,将可靠性、实时性很高的嵌入式系统应用于煤矿井下排水系统中具有极强的现实意义.该系统实现了煤矿井下排水系统的基于嵌入式系统的网络接入,采用基于ARM处理器网络接口的硬件设计,以及μC/OS-Ⅱ嵌入式实时操作系统,并阐述了网络芯片应用中的几个技术问题.     

基于可信执行环境的嵌入式双操作系统架构研究

针对嵌入式系统对功能性与实时性的需求,提出一种双操作系统架构。基于ARM TrustZone提供的可信执行环境,构建双操作系统架构,实现通用操作系统(GPOS)与实时操作系统(RTOS)同时运行。将嵌入式系统中的任务划分为实时任务与非实时任务,使实时任务在RTOS中运行,非实时任务在GPOS中运行。在物理开发板上实现原型系统,并使用实时性测试工具对该系统进行性能评估。结果表明,该架构在提供GPOS功能性的基础上,保证了系统的实时性。     

A tool for analyzing and fine tuning the real-time properties of an embedded system

This paper describes a computer-aided software engineering (CASE) tool that helps designers analyze and fine-tune the timing properties of their embedded real-time software. Existing CASE tools focus on the software specification and design of embedded systems. However, they provide little, if any, support after the software has been implemented. Even if the developer used a CASE tool to design the system, their system most likely does not meet the specifications on the first try. This paper includes guidelines for implementing analyzable code, profiling a real-time system, filtering and extracting measured data, analyzing the data, and interactively predicting the effect of changes to the real-time system. The tool is a necessary first step towards automating the debugging and fine tuning of an embedded system's temporal properties.     

Automated prototyping tool-kit (APT)

Automated prototyping tool-kit (APT) is an integrated set of software tools that generate source programs directly from real-time requirements. The APT system uses a fifth-generation prototyping language to model the communication structure, timing constraints, I/O control, and data buffering that comprise the requirements for an embedded software system. The language supports the specification of hard real-time systems with reusable components from domain specific component libraries. APT has been used successfully as a research tool in prototyping large war-fighter control systems (e.g. the command-and-control station, cruise missile flight control system, patriot missile defense systems) and demonstrated its capability to support the development of large complex embedded software.     

基于AUTOSAR的实时操作系统设计与实现

针对汽车电子软件的复用和集成问题,参照汽车开放系统架构标准AUTOSAR操作系统规范,在OSEK/VDX操作系统的基础上增加调度表、OS-应用和时序保护等功能模块,并以MC9S08DZ60芯片为硬件平台实现一个符合该规范的操作系统内核,对其存储要求和时间性能进行测试.测试结果表明,该操作系统能满足嵌入式系统的存储要求和实时要求.     

基于uC/OS-II的数字电能表计量软件系统

首先介绍了将模拟小信号电能表与纯数字电能表的计量综合成一个系统以后的体系结构, 然后分析了在嵌入式实时操作系统uCOS-II环境下计量系统的实现: 包括任务的划分、任务间的通信以及数据的共享问题, 其中重点研究了任务间通信时数据的共享问题, 最后总结了任务间的总体通信情况, 为设计出高精度的数字电能表计量软件奠定了坚实的基础.     

Time-budgeting: a component based development methodology for real-time embedded systems

The design of a complex embedded control system involves integration of large number of components. These components need to interact in a timely fashion to achieve the system level end-to-end requirements. In practice, the component level timing specification consists of design attributes like component task mapping, task period and schedule definition but often lack details on their real-time (functional) requirements. As we observe, there is no systematic methodology in place for decomposing the feature level timing requirements into component level timing requirements. This paper proposes an early stage time-budgeting methodology to bridge the above gap. A salient proposal of this methodology is to consider parameterized component timing-requirements. A key step in the methodology involves computing a set of constraints by relating component requirements with feature requirements. This enables the separation of timing constraints from functionality decomposition, and facilitates early optimization of the component time-budget for a complex component based embedded system. This paper formalizes the proposed methodology by using Parametric Temporal Logic. A case study involving two advanced features from the automotive domain, namely Adaptive Cruise Control and Collision Mitigation is given to demonstrate the methodology.     

基于Xenomai的嵌入式Linux数控系统平台研究

介绍了数控系统软硬件结构和控制器组成,提出嵌入式Linux在数控系统中应用,针对嵌入式Linux实时性不足的特点,提出Xenomai实时解决方案.详细介绍了系统平台的搭建及实时性测试,测试结果显示该平台有很好的用户态实时性和优秀的内核态实时性,满足数控系统的实时性需要.该平台已应用在做实际数控系统中.     

基于广义表结构的OIL配置器设计

分析应用于汽车电子实时操作系统的OSEK OIL规范,以及OIL配置器的工作原理和特点,结合嵌入式实时操作系统AutoOSEK的特点,设计基于广义表结构的OIL配置器。给出AutoOSEK嵌入式实时操作系统配置器的设计方法和说明。实验结果证明,该设计能减少类似OIL配置系统的重复开发,提高符合OSEK标准的不同嵌入式操作系统的开发速度。     

基于GPRS的供水管网无线监控管理系统

为实现供水管网的信息化管理,提出了一种基于嵌入式技术和GPRS技术的供水管网远程监控系统设计方法.分析了系统功能,给出了系统总体设计方案.重点介绍了采用uCOS-Ⅱ实时操作系统的数据采集终端软件设计,给出了利用GPRS网络和winsock网络编程技术实现无线数据传输的通信协议,利用ADO数据库访问技术设计了数据库管理系统.实验结果表明,该系统在GPRS业务平台上实现了对供水管网参数的实时采集、处理、无线传输及远程监控等功能.     

Requirements specification of real-time systems: temporal parameters and timing-constraints

The development of high-quality real-time systems depends on their correct requirements specification, which includes the analysis and specification of timing issues. This paper focuses on requirements specification of real-time systems, presenting a set of temporal parameters and timing-constraints related to the execution of systems processes. Timing-constraints are expressed by formulas, being useful for defining, representing, and validating the system temporal behavior, particularly in hard real-time systems specifications. The primary contribution over previous studies is the proposal of a more generic and complete set of timing-constraints, applied to the area of requirements engineering for real-time systems, which has not been sufficiently explored.     

一种面向嵌入式实时软件的需求建模语言

针对嵌入式实时系统复杂动态交互行为和严格实时的领域特征,提出了一种软件需求规约语言RTRSM。该语言以扩充的层次并发有穷状态机HCA为核心,以支持合成的模板为基本组成单元．利用转换有效期和事件预定机制来描述时间限制,既具有较强的时间限制描述能力,又能自然而直接地支持交互行为的建模,可执行且具有良好的形式语义。给出了该语言的形式化语法,举例说明了其时间描述机制,并通过执行步算法和基于HCA项的结构化操作规则定义了该语言的形式化操作语义。