基于Windows平臺(tái)的實(shí)時(shí)擴(kuò)展子系統(tǒng)(RTX)研究及其在雷達(dá)系統(tǒng)中的應(yīng)用.pdf

1、在雷達(dá)軟件系統(tǒng)中，很多操作系統(tǒng)都是采用Windows操作系統(tǒng)，而Windows操作系統(tǒng)作為非實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)，對(duì)某些實(shí)時(shí)性要求較高的應(yīng)用就無(wú)法勝任。但是由于其便捷的人機(jī)交互界面、大量的第三方控件支持等優(yōu)點(diǎn)，具有在其他操作系統(tǒng)下開(kāi)發(fā)無(wú)法比擬的優(yōu)勢(shì)，系統(tǒng)研發(fā)效率高。同時(shí)由于Windows系統(tǒng)對(duì)硬件的封裝，使得在Windows下硬件的驅(qū)動(dòng)程序的編寫(xiě)變的比較困難，而雷達(dá)系統(tǒng)中大量采用自研的計(jì)算機(jī)板卡，為這些板卡開(kāi)發(fā)驅(qū)動(dòng)工作量非常大。這就要求我們采用

2、合適的技術(shù)來(lái)解決上述需求和困難。
　　 雷達(dá)上的軟件按實(shí)時(shí)性要求基本可分為兩類(lèi)：一類(lèi)是雷達(dá)上控制類(lèi)軟件子系統(tǒng)，如波控、通道控制等，它們一般采用實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)Vxworks，此類(lèi)軟件的特點(diǎn)是：有嚴(yán)格的實(shí)時(shí)性要求，很少有人機(jī)交互，或只有簡(jiǎn)單的界面，僅用來(lái)顯示運(yùn)行狀態(tài)；另一類(lèi)是以數(shù)據(jù)處理、目標(biāo)顯示為代表的信息處理類(lèi)軟件子系統(tǒng)，它們的特點(diǎn)是：有大量的人機(jī)交互信息，有華麗的交互界面，基本沒(méi)有實(shí)時(shí)性要求，或僅有很少的模塊需要較低的實(shí)時(shí)性功能。

3、現(xiàn)在數(shù)字雷達(dá)的概念已經(jīng)提出，并已開(kāi)始付諸實(shí)施。這就帶來(lái)兩個(gè)顯著的改變：一、原先控制類(lèi)軟件從需要較少的人機(jī)交互變?yōu)樾枰罅康娜藱C(jī)交互，用以實(shí)時(shí)監(jiān)視、控制雷達(dá)的運(yùn)行狀態(tài)、運(yùn)行參數(shù)；二、信息處理類(lèi)軟件需要實(shí)時(shí)根據(jù)目標(biāo)的當(dāng)前情況，控制雷達(dá)的運(yùn)行狀態(tài)、運(yùn)行參數(shù)，從而使得信息處理類(lèi)軟件的部分功能模塊由對(duì)實(shí)時(shí)性要求低(ms級(jí))，變?yōu)閷?duì)實(shí)時(shí)性要求高(us級(jí))
　　 在某雷達(dá)系統(tǒng)研發(fā)中，我們成功地應(yīng)用了Windows實(shí)時(shí)擴(kuò)展子系統(tǒng)(RTX)解決了

4、Windows操作系統(tǒng)實(shí)時(shí)性不足的問(wèn)題，同時(shí)采用RTX操控計(jì)算機(jī)硬件也比較便利不需要寫(xiě)專(zhuān)門(mén)的驅(qū)動(dòng)程序，可以采用類(lèi)似DOS下硬件訪問(wèn)的方式，采用類(lèi)似Output、Input函數(shù)直接對(duì)硬件端口進(jìn)行讀寫(xiě)操作。由于采用RTX擴(kuò)展，可將Windows系統(tǒng)對(duì)消息和中斷的響應(yīng)時(shí)間從20us提高到5us，同時(shí)將響應(yīng)時(shí)間的確定性(響應(yīng)時(shí)間的確定性是一個(gè)操作系統(tǒng)實(shí)時(shí)性的一項(xiàng)最重要指標(biāo))由80us提高到5us左右，即來(lái)了一個(gè)中斷消息，Windows系統(tǒng)在20

5、-100us內(nèi)都有可能才響應(yīng)，而使用RTX則在絕大多數(shù)情況下5-10us內(nèi)會(huì)響應(yīng)。這對(duì)于雷達(dá)系統(tǒng)中的硬件控制信號(hào)時(shí)序的設(shè)計(jì)，有著至關(guān)重要的影響。同時(shí)RTX允許用戶(hù)直接對(duì)硬件端口進(jìn)行訪問(wèn)，極大的方便了硬件控制(不是驅(qū)動(dòng))程序的編寫(xiě)。由于RTX是Windows系統(tǒng)的一個(gè)擴(kuò)展，它可以直接調(diào)用Windows函數(shù)，同時(shí)被Windows程序調(diào)用，以及RTX程序和Windows程序之間有著十分方便的消息互發(fā)和數(shù)據(jù)共享。采用RTX技術(shù)開(kāi)發(fā)雷達(dá)系統(tǒng)，即有