VxWorks操作系統(tǒng)和FPGA技術在顯控系統(tǒng)模擬器中的應用.pdf

1、顯控系統(tǒng)模擬器是針對某雷達系統(tǒng)而研制的模擬設備，主要用來模擬真實顯控系統(tǒng)，完成雷達系統(tǒng)各設備狀態(tài)和數(shù)據(jù)參數(shù)的綜合顯示、與外圍設備的實時通信、人機交互的控制和管理，從而滿足部隊模擬訓練、熟悉顯控系統(tǒng)操作流程和培養(yǎng)操作手的需求。鑒于接收顯示信息量大、人工操作命令多、實時性要求高等特點，本課題采用嵌入式實時操作系統(tǒng)VxWorks和FPGA技術作為顯控系統(tǒng)模擬器的解決方案。
　　顯控系統(tǒng)模擬器采用X86架構PC104和FPGA接口控制板相

2、結合的硬件平臺，通過VxWorks6.7的板級支持包pcPentium來提供對X86的支持，利用集成開發(fā)環(huán)境WorkBench3.1對PC104應用軟件進行開發(fā)。FPGA接口控制板是以NiosII軟核CPU為核心實現(xiàn)接口控制功能的，通過片上可編程系統(tǒng)生成器SOPCBuilder生成NiosII軟核CPU及其外圍接口設備，在NiosIIIDE下開發(fā)軟核應用程序。
　　顯控系統(tǒng)模擬器軟件設計主要由基于VxWorks6.7的多任務程序設

3、計和基于NiosII的面向過程的程序設計組成。由于之前對VxWorks圖形模式的應用多停留在媒體庫3.0版本，與本課題采用的媒體庫5.2版本相比有很大的不同，除了圖形模式初始化和事件響應處理等SDK函數(shù)發(fā)生改變之外，媒體庫組件在工程中的添加和配置方法等也存在很多差異。本課題通過程序代碼和開發(fā)流程，闡述了如何在VxWorks6.x下實現(xiàn)媒體庫的應用。
　　本文首先介紹了用于實現(xiàn)顯控系統(tǒng)模擬器的核心技術VxWorks和FPGA的國內外

4、研究現(xiàn)狀。然后結合課題中的相關應用介紹了VxWorks內核、主要組件及其開發(fā)環(huán)境、FPGA和NiosII的開發(fā)技術。在此基礎上，論述了顯控系統(tǒng)模擬器的設計方法與實現(xiàn)流程，提出了軟、硬件總體設計方案，重點對VxWorks、NiosII軟件模塊和FPGA功能模塊進行了說明。接著介紹了如何借助EDA測試工具對嵌入式軟件進行觀測的方法，并對測試數(shù)據(jù)進行分析。最后，通過系統(tǒng)測試結果驗證了顯控系統(tǒng)模擬器設計的正確性。
　　本課題充分運用了Vx

5、Works多任務、強實時性的特點，利用內核任務調度、管理和任務間通信功能實現(xiàn)了顯控系統(tǒng)模擬器軟件的多任務處理機制，并通過看門狗定時器和網(wǎng)絡套接字組件實現(xiàn)了實時網(wǎng)絡通信功能。本課題基于VxWorks6.7媒體庫組件WindML5.2，開發(fā)出了綜合顯示圖形界面，解決了5.x版本圖形界面開發(fā)向6.x版本移植的問題。借助NiosII系統(tǒng)和FPGA豐富的I/O管腳及其靈活配置的特性，實現(xiàn)了對操控部件的事件響應和顯控系統(tǒng)模擬器內部通信功能。另外，N