基于Xenomai的實(shí)時(shí)Linux嵌入式機(jī)器人控制平臺(tái)設(shè)計(jì).pdf

1、伴隨著SoC技術(shù)的不斷發(fā)展，嵌入式系統(tǒng)和實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)已經(jīng)被廣泛應(yīng)用在社會(huì)生活中的各個(gè)領(lǐng)域。在機(jī)器人控制領(lǐng)域中，機(jī)器人系統(tǒng)對(duì)實(shí)時(shí)響應(yīng)、信息處理、復(fù)雜姿態(tài)運(yùn)算等要求不斷提高。由于半導(dǎo)體芯片設(shè)計(jì)制作工藝不斷提升，各種先進(jìn)架構(gòu)的嵌入式處理器紛紛涌現(xiàn)，在硬件基礎(chǔ)上為系統(tǒng)的運(yùn)行速度提供了保證。同時(shí)，各種實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)和針對(duì)操作系統(tǒng)的實(shí)時(shí)化改造技術(shù)不斷發(fā)展成熟，這些都為開(kāi)發(fā)適合應(yīng)用在機(jī)器人控制領(lǐng)域的實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)提供了堅(jiān)實(shí)的硬件和軟件基礎(chǔ)。
　　

2、 本研究選用Xenomai技術(shù)方案對(duì)Linux操作系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時(shí)化改造，分別在兩種硬件實(shí)驗(yàn)平臺(tái)上搭建Xenomai/Linux雙內(nèi)核實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)并進(jìn)行了基本實(shí)時(shí)性能測(cè)試和實(shí)時(shí)驅(qū)動(dòng)調(diào)用，為后續(xù)的機(jī)器人控制系統(tǒng)應(yīng)用開(kāi)發(fā)打下基礎(chǔ)。首先立足于建立具有良好開(kāi)放性、工業(yè)級(jí)實(shí)時(shí)性能、較強(qiáng)兼容性的實(shí)時(shí)機(jī)器人控制操作系統(tǒng)的目標(biāo)，通過(guò)對(duì)新的Linux2.6版本內(nèi)核的優(yōu)劣勢(shì)的分析，對(duì)比確立了雙內(nèi)核Linux實(shí)時(shí)改造方法的可行性。在雙內(nèi)核Linux實(shí)時(shí)改造方法中

3、，Xenomai技術(shù)解決方案以其鮮明的特點(diǎn)，均衡的性能優(yōu)勢(shì)，廣泛支持多種平臺(tái)上的Linux實(shí)時(shí)化改造。改造完成后的Xenomai/Linux雙內(nèi)核實(shí)時(shí)系統(tǒng)，克服了傳統(tǒng)的實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)的封閉性高、兼容性差和價(jià)格高昂的劣勢(shì)，為實(shí)時(shí)系統(tǒng)在機(jī)器人控制領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用和發(fā)展打下了基礎(chǔ)。其次研究了在通用x86計(jì)算機(jī)平臺(tái)上搭建Xenomai/Linux雙內(nèi)核實(shí)時(shí)系統(tǒng)的過(guò)程。通過(guò)x86平臺(tái)上的補(bǔ)丁安裝、內(nèi)核配置以及編譯，深入了解Xenomai技術(shù)方案在配置

4、過(guò)程中的參數(shù)設(shè)置要求、設(shè)置沖突解決方案以及開(kāi)發(fā)應(yīng)用的參數(shù)預(yù)設(shè)置等，為在OMAP平臺(tái)上的移植積累了經(jīng)驗(yàn)。然后完成了OMAP3530開(kāi)發(fā)平臺(tái)上的Xenomai/Linux雙內(nèi)核實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)的安裝和移植。針對(duì)特定開(kāi)發(fā)板定制的Linux內(nèi)核的實(shí)時(shí)化改造，操作過(guò)程與x86計(jì)算機(jī)平臺(tái)下基本類似。在該系統(tǒng)中嘗試建立了基于SD卡的實(shí)時(shí)系統(tǒng)啟動(dòng)方式，熟悉了SD卡上的雙文件系統(tǒng)分區(qū)建立以及初始化等實(shí)現(xiàn)原理，為機(jī)器人控制應(yīng)用中的系統(tǒng)更新升級(jí)提供了一種解決方案