強實時RTAI在ARM9處理器的實現(xiàn)及性能研究.pdf

1、隨著嵌入式系統(tǒng)的廣泛應用，嵌入式實時操作系統(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)生和軍用等領域。RTAI是由意大利米蘭理工學院航天工程系(DIAPM)發(fā)起開發(fā)的遵循GPL的開源項目。它是對Linux內核的強實時擴展，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)有了很多的應用，如RTnet、USB4RT、RTCAN等。RTAI還在不斷的發(fā)展之中，而且它

2、在實時環(huán)境中的應用也越來越多，有廣闊的發(fā)展前景。
　　 基于上述意義，本文首先解釋了實時操作系統(tǒng)的相關概念，分別從任務調度、中斷響應、內存管理等方面，指出在實時操作系統(tǒng)中影響實時性的要素，并給出了現(xiàn)階段實時Linux的幾種架構。接著，針對基于ARM平臺RTAI的實現(xiàn)，深入研究與分析了RTAI實現(xiàn)機制，詳細剖析了基于Linux實現(xiàn)的ADEOS/IPIPE超微內核的工作原理和具體實現(xiàn)。
　　 設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)控制以及通信領域推出的基于ARM920T內核的微處理器，它集成了USB、以太網(wǎng)、EBI、MCI、SSC和SPI等多種豐富的外設接口，高速的處理速度和先進的電源管理使得這款芯片能夠應用于很多領域。由于本課題的最重要部分是實現(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用于下載和調試程序，串口可用于打印

4、調試信息，便于應用開發(fā)，以太網(wǎng)口可用于與PC機高速通訊。除此之外的其他一些接口可選，用引線引出，以便擴展應用。
　　 基于此硬件平臺，設計與實現(xiàn)了Bootloader、Linux內核、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內核和3.7的RTAI內核，經(jīng)測試，在此硬件平臺上運行效果穩(wěn)定良好。最后在此軟硬件平臺上進行了RTAI和傳統(tǒng)Linux之間的任務時間分辨