国产毛片a精品毛-国产毛片黄片-国产毛片久久国产-国产毛片久久精品-青娱乐极品在线-青娱乐精品

基于Linux的嵌入式工業測控系統

發布時間:2010-7-30 11:17    發布者:lavida
關鍵詞: linux , 工業測控 , 嵌入式
1、前言  

隨著網絡控制技術的快速發展,工業以太網得到逐步完善,在工業控制領域獲得越來越廣泛的應用。工業以太網使用了TCP/IP協議,便于聯網,并具有高速控制網絡的優點。隨著32位嵌入式CPU價格的下降,性能指標的提高,為嵌入式系統的廣泛應用和Linux在嵌入式系統中的發展提供了廣闊的空間。由于Linux的高度靈活性,可以容易地根據應用領域的特點對它進行定制開發,以滿足實際應用需要。  

2、基于Linux的嵌入式系統在測控系統中的設計  

計算機測控系統本質上就是計算機控制系統,為了對被控對象實施控制,對其參數和狀態進行檢測是必不可少的。  

2.1 測控系統整體設計  

測控系統以基于Linux的嵌入式系統為核心,應用程序可通過網絡進行更新,通過鍵盤進行人機對話,數據可通過LCD現場顯示。重要數據可以文件形式保存在Flash存儲器中,數據和報警信息還可通過串口向上位機傳輸,也可通過以太網口向Inernet發布信息。用戶通過顯示界面查看設備狀態,設置設備參數,實現遠程監控、遠程維護。  

2.2 總體框圖

  
圖2-1 嵌入式系統總體框圖  

2.3 嵌入式系統硬件設計  

2.3.1硬件框圖  

考慮一般測控系統對嵌入式系統要求比較多的功能有:鍵盤接口、顯示接口、A/D(或D/A)轉換單元、可擴展的UO接口、打印機接口、與PC機通信的串行接口、以太網口等。實現的嵌入式系統硬件框圖如圖2-2所示[3]:  

  
圖2-2 嵌入式系統硬件框圖  

2.3.2 Linux下設備驅動程序的開發  

Linux系統中,內核提供保護機制,用戶空間的進程一般不能直接訪問硬件。Linux設備被抽象出來,所有設備都看成文件。用戶進程通過文件系統的接口訪問設備驅動程序,設備驅動程序主要完成如下功能:  

①探測設備和初始化設備;②從設備接受數據并提交給內核;③從內核接受數據送到設備;④檢測和處理設備錯誤。  

3、基于 RTAI-Linux的嵌入式系統的軟件實現  

3.1 RTAI實時硬件抽象層的實現機理  

引入新的數據結構rt_hal,形成了實時硬件抽象層RTHAL(Real Time Hardware Abatract Layer),rt_hal結構體的定義如下:  

struct rt_hal  
{  
struct desc_struct*idt table;  
void(*disint)(void);  
void(*enint)(void);  
unsigned int(*getflags)(void);  
void(*setflags)(unsigned int flags);  
void(*mask_and_ack_8259A)(unsigned int irq);  
void(*unmask_8259A_irq)(unsigned int irq);  
void(*ack_APIC_irq)(void);  
void(*mask_IO_APIC_irq)(unsigned int irq);  
void(*unmask_I0_APIC_irq)(unsigned int irq);  
unsigned long *Io_apic_irgs;  
void*irq_controller_lock;  
void*irq_desc;  
int *irq_vector;  
void *irq_2_pin;  
void* ret_from_intr;  
struct desc_struct *gdt_table;  
volatile int*idle_weight;  
void (*lxrt_cli)(void);  
};  
在usr/src/Linux/arch/i386/kernel/irq.c中初始化為rthal:  
struct rt_hal rthal  
{  
idt_table, /*中斷向量表*/  
Linux_cli, /*關中斷函數*/  
Linux_sti, /*開中斷函數*/  
Linux_save_flags, /*保存中斷前的標志*/  
Linux_restore_flags, /*恢復中斷前的標志*/  
Task_and_ack_8259A, /*中斷屏蔽*/  
Enable_8259A_irq, /*中斷使能*/  
Linux_ack_APIC_irq,  
(), /*在io_apic.c文件中設置*/  
&io_apic_irgs,  
&irq_controller_lock,  
irq_desc,  
irq_vector,  
(), /*在io_apic.c文件中設置*/  
&ret_from_imr,  
gdt_table, /*全局描述符表*/  
&idle_weight,  
()  
};  
初始化rthal時,指向函數的指針變量指向實現原來標準Linux中開、關中斷等功能的函數如下:  
static void linux_cli(void)  
{  
hard_cli();  
}  
static void linux_sti(void)  
{  
hard_sti();  
}  
static unsigned int linux_save_flags(void)  
{  
int flags;  
hard_save_flags(flags)  
turn flags  
}  
static void linux_restore_flags(unsigned int flags)  
{  
hard_restore_flags(flags);  
}  
當加載RTAI模塊時,執行rt_mount_rtai函數如下:  
void rt_mountes_rtai(void)  
{  
rthal.disint=linux_cli;  
rthal.enint=linux_sti;  
rthal.getflags=linux_save_flags;  
rthal.setflags=linux_restore_flags;  
rthal.mask_and_ack_8259A=trpd_mask_and_ack_irq;  
rthal.unmask_8259A_irq=trpd_unmask_irq;  
}  
rthal中指向函數的指針變量指向了RTAI中實現的同名函數,在RTAI中實現的關中斷函數如下:  
static void linux_cli(void)  
{  
processor[hard_cpu_id()].intr_flag=0;  
}  
在RTAI中引入新的數據結構processor,描述和中斷有關的處理器的狀態:  
static struct cpu_own_status  
{  
volatile unsigned int intr_flag;  
volatile unsigned int linux_intr_flag;  
volatile unsigned int pending_irqs;  
volatile unsigned int activ_irqs;  
}  
processor[NR_RT_CPUS];  

當執行關中斷時,只是將數據結構processor中的中斷標志位intr_flag設為0,而不是真正的清除eflags寄存器的IF標志來關中斷,解決了Linux中長期關中斷的問題。  

3.2 采用RTAI增強Linux實時性的實現

通過修改Linux內核相關的源文件,形成實時硬件抽象層。執行insmod命令,掛載上提供實時服務的rtai,rtai_sched,rtai_fifos模塊,得到如下信息:  

Linux tick at 100Hz  
Calibrated cpu frequency 551268530Hz  
Calibrated 8254-timer-interrupt-to-scheduler latency 8000ns  
Calibrated one shot setup time 3000ns  
Module Size Used by  
rtai_sched 16608 0 unused  
rtai_fifos 33468 0 unused  
rtai 20728 1 (rati_sched rtai-fifos)  

加載上應用程序需要的RTAI模塊后,就可以在RTAI-Linux環境下開發應用程序。  

3.3 基于RTAI-Linux的應用程序的開發  

針對工業測控系統的數據采集、數據處理、控制、通信等具體應用,將應用程序分為實時任務和非實時任務。實時任務利用RTAI提供的API來開發,編寫成內核模塊,工作在Linux的核心態。用戶進程可利用Linux操作系統提供的大量資源,進行TCP/IP網絡通信,開發圖形用戶界面程序等。實時任務之間、實時任務和非實時任務之間可通過Fifo隊列和共享內存等方法通信。RTAI-Linux應用程序結構如圖3-1所示。  

  
圖3-1 RTAI-Linux應用程序結構圖  

數據采集任務的實現在rt_process.c中的主要函數如下:  

static void data_collect()  
{  
rtf_put(FIFO,&data_value,sizeof(data_value);/*將采集的數據放入實時FIFO中*/  
rt_task_wait_period();  
}  
int int_module(void)  
rtime tick_period;  
rt_set_periodic_mode(); /*將定時器設置為周期模式*/  
rt_task_init(&rt_task,data_collect,l,Stack_size,task_priority,1,0);/*初始化數據采集任務*/  
return ()  
}  
void cleanup_module(void)  
{  
stop_rt_timer();  
rtf_destroy(FIFO);  
rt_task_delete(&rt_task);  
return;  
}  
數據顯示程序的實現在disaplay.c中的主要函數:  
int main(void)  
{  
if((fifo=open("/dev/rtf()",()_rdonly)){  
fprintf(stderr,"Error opening/dev/rtf()\n");  
exit(1);  
}  
read(fifo,&data_value,sizeof(data_value));/*用戶進程從實時FIFO中讀取數據*/  
printf("data%f\n",data_value)  
}  
  
4、結論  

本文給出了一種應用于測控系統的基于Linux的嵌入式系統的設計方案,能保證測控任務完成的實時性、可靠性,可以連到工業以太網,實現遠程監控,在工業控制領域有很好的應用前景。  

本文作者的創新點:在嵌入式系統軟件的設計與實現上,提供了開發實時應用程序的接口;利用實時應用接口(RTAI)來增強Linux的實時性,并引入實時硬件抽象層結構(rthal)、實時調度器、實時FIFO等實時服務;給出了在RTAI-Linux環境下開發工業測控系統中實時應用程序的方法。
本文地址:http://m.qingdxww.cn/thread-17968-1-1.html     【打印本頁】

本站部分文章為轉載或網友發布,目的在于傳遞和分享信息,并不代表本網贊同其觀點和對其真實性負責;文章版權歸原作者及原出處所有,如涉及作品內容、版權和其它問題,我們將根據著作權人的要求,第一時間更正或刪除。
您需要登錄后才可以發表評論 登錄 | 立即注冊

廠商推薦

  • Microchip視頻專區
  • 使用SAM-IoT Wx v2開發板演示AWS IoT Core應用程序
  • 使用Harmony3加速TCP/IP應用的開發培訓教程
  • 集成高級模擬外設的PIC18F-Q71家族介紹培訓教程
  • 探索PIC16F13145 MCU系列——快速概覽
  • 貿澤電子(Mouser)專區

相關視頻

關于我們  -  服務條款  -  使用指南  -  站點地圖  -  友情鏈接  -  聯系我們
電子工程網 © 版權所有   京ICP備16069177號 | 京公網安備11010502021702
快速回復 返回頂部 返回列表
主站蜘蛛池模板: 四虎在线观看视频| 天天操精品| 天堂在线观看免费视频| 中国男人gay网| 高肉黄暴NP文公交车| 四虎影5151毛片在线看| 自慰弄湿白丝袜| 亚洲精品一| 速度与激情9下载| 失禁高h猛烈粗壮公| 一级一级一片免费高清| 成人AV精品视频| 无码天堂亚洲国产AV久久| 亚洲情欲网| 色综合天| 亚洲国产精品线观看不卡| 2019午夜福合集不打码| 好吊妞在线成人免费| 一区二区三区毛AAAA片特级| 色妞ww精品视频7777| 天天欧美| 夜夜综合网| 国产毛片AV久久久久精品| 色噜噜视频| 青操在线| 热99re久久国超精品首页| 四虎影视成人精品| 最新版天堂资源8| 日本午夜视频在线| 欧美一级免费片| 欧美亚洲综合在线| 午夜欧美精品久久久久久久久 | 亚洲资源站资源网在线| 国产精品亚洲欧美| 双性将军粗壮H灌满怀孕| 羞羞色男人的天堂伊人久久| 色噜噜噜噜噜在线观看网站| 亚洲精品视频观看| 久久99精品国产麻豆婷婷 | 呦视频在线一区二区三区| 国产午夜精品一区理论片飘花|