強(qiáng)實(shí)時RTAI在ARM9處理器的實(shí)現(xiàn)及性能研究.pdf

1、隨著嵌入式系統(tǒng)的廣泛應(yīng)用，嵌入式實(shí)時操作系統(tǒng)RTOS也越來越受到重視，尤其是在工業(yè)控制、航空航天、醫(yī)療衛(wèi)生和軍用等領(lǐng)域。RTAI是由意大利米蘭理工學(xué)院航天工程系(DIAPM)發(fā)起開發(fā)的遵循GPL的開源項(xiàng)目。它是對Linux內(nèi)核的強(qiáng)實(shí)時擴(kuò)展，可以提供工業(yè)級的RTOS功能，而且其所有的功能都可無縫的通過GNU/Linux環(huán)境訪問?，F(xiàn)在基于RTAI已經(jīng)有了很多的應(yīng)用，如RTnet、USB4RT、RTCAN等。RTAI還在不斷的發(fā)展之中，而且它

2、在實(shí)時環(huán)境中的應(yīng)用也越來越多，有廣闊的發(fā)展前景。
　　 基于上述意義，本文首先解釋了實(shí)時操作系統(tǒng)的相關(guān)概念，分別從任務(wù)調(diào)度、中斷響應(yīng)、內(nèi)存管理等方面，指出在實(shí)時操作系統(tǒng)中影響實(shí)時性的要素，并給出了現(xiàn)階段實(shí)時Linux的幾種架構(gòu)。接著，針對基于ARM平臺RTAI的實(shí)現(xiàn)，深入研究與分析了RTAI實(shí)現(xiàn)機(jī)制，詳細(xì)剖析了基于Linux實(shí)現(xiàn)的ADEOS/IPIPE超微內(nèi)核的工作原理和具體實(shí)現(xiàn)。
　　 設(shè)計完成的測試硬件平臺基于AT9

3、1RM9200處理器，AT91RM9200是ATMEL針對系統(tǒng)控制以及通信領(lǐng)域推出的基于ARM920T內(nèi)核的微處理器，它集成了USB、以太網(wǎng)、EBI、MCI、SSC和SPI等多種豐富的外設(shè)接口，高速的處理速度和先進(jìn)的電源管理使得這款芯片能夠應(yīng)用于很多領(lǐng)域。由于本課題的最重要部分是實(shí)現(xiàn)Linux/RTAI在AT91RM9200開發(fā)板上的移植與測試，所以存儲器(Flash和SDRAM)是必要的，另外JTAG用于下載和調(diào)試程序，串口可用于打印

4、調(diào)試信息，便于應(yīng)用開發(fā)，以太網(wǎng)口可用于與PC機(jī)高速通訊。除此之外的其他一些接口可選，用引線引出，以便擴(kuò)展應(yīng)用。
　　 基于此硬件平臺，設(shè)計與實(shí)現(xiàn)了Bootloader、Linux內(nèi)核、根文件系統(tǒng)、RTAI的移植工作，移植版本為u-boot1.3.4的Bootloader、2.6.20的Linux內(nèi)核和3.7的RTAI內(nèi)核，經(jīng)測試，在此硬件平臺上運(yùn)行效果穩(wěn)定良好。最后在此軟硬件平臺上進(jìn)行了RTAI和傳統(tǒng)Linux之間的任務(wù)時間分辨