基于windows的計算機數(shù)字控制系統(tǒng)實時性的研究.pdf

1、Windows以其豐富的軟件資源、多線程技術、穩(wěn)定性和安全性等特性在操作系統(tǒng)領域一直處于領先的地位，使其逐漸成為工業(yè)控制領域流行的操作系統(tǒng)。但由于Windows系列操作系統(tǒng)為保持其穩(wěn)定性和設備訪問無關性，使得用戶應用程序不能直接對硬件和設備進行操作。同時Windows的搶先式多任務的特性決定了若不對其加以改造則不能滿足數(shù)控系統(tǒng)實時性的要求。
　　由于Windows在線程調度、中斷處理等各方面充分考慮了弱實時應用的需求，具有內核完全

2、可被搶先、延遲過程調用等機制，其內核硬件中斷延遲與實時操作系統(tǒng)的中斷延遲差不多，因而可以通過對Windows系統(tǒng)進行實時擴展，提高其實時處理能力。
　　為將Windows操作系統(tǒng)引入數(shù)控系統(tǒng)中，本文通過分析數(shù)控系統(tǒng)的性能要求和Windows操作系統(tǒng)的運行機制，找出了在Windows操作系統(tǒng)下開發(fā)實時數(shù)控系統(tǒng)的技術難點。采用編寫設備驅動程序處理硬件中斷的方法，克服了Windows操作系統(tǒng)設備相關性和實時性的不足。通過響應硬件中斷的方

3、式來調度數(shù)控任務，從而滿足了數(shù)控系統(tǒng)的實時性要求。
　　為進一步提高數(shù)控系統(tǒng)中斷的優(yōu)先級，分析了Rootkit技術中的IDThook的方法，通過在IDT中掛接鉤子函數(shù)的方法使數(shù)控任務優(yōu)先于其它所有中斷的運行，并降低其它中斷執(zhí)行時的IRQL，從而保證了數(shù)控系統(tǒng)中斷發(fā)生時能夠得到最及時的響應。而在數(shù)控程序結束后再跳回原中斷，在不影響其它中斷功能的前提下，實現(xiàn)了最高中斷優(yōu)先級。
　　通過對Windows平臺下的中斷響應延遲特性進行