基于Xenomai的实时嵌入式Linux操作系统的构建

为了便于在ARM平台构建嵌入式实时Linux操作系统,设计了一种简单高效的实时化Linux方案。采用ARMXScale系列中的PXA270作为硬件平台,利用Xenomai实时化方案改造标准Linux内核,构建基于Xenomai的实时嵌入式操作系统,并设计实验测试系统用户态程序与内核态程序的实时性指标。实验结果表明,基于Xenomai的实时嵌入式Linux操作系统具有良好的用户态实时性和优秀的内核态实时性,可分别用于实时性要求不高的软实时任务和实时性要求很高的硬实时任务。

基于Xenomai的实时Linux系统的研究

针对标准Linux操作系统实时性不好的问题,提出一种更加注重用户态的实时性且兼容多种流行实时操作系统的实时化方案,即利用Xenomai实时补丁改造标准Linux内核的实时化方案,并基于工控PC机,搭建了基于Xenomai实时补丁的实时Linux系统,并对其实时性进行了测试。测试结果表明,实时化后的操作系统具有良好的用户态、内核态以及定时器中断响应下的实时性,中断处理的最大延迟时间减小到令人满意的几十微秒级数量级,可以用于对实时性要求较高的强实时应用领域。

Xenomai平台下基于以太网的实时通信方案

分析Xenomai平台下实时通信的要求,提出一种基于以太网的实时通信解决方案。将以太网网卡驱动从Linux内核迁移至Xenomai实时内核,采用时分多址的介质访问控制机制,对各个节点的数据帧发送时刻进行控制,利用多路分解方法解决线程和数据包的优先级倒置问题,采用零拷贝技术减少数据包穿越协议栈时的复制次数。实验结果表明,该方案能实现Xenomai平台下任务间的实时网络通信。

基于Xenomai的嵌入式数控系统实时性研究

针对现有Linux系统实时性不足的特点,分析了实时性改造原理,采用了Linux+Xenomai构架的实时性改造方案,并根据系统任务实时性强弱规划了系统软件模块;最后,完成了对系统实时性能的实际测量。结果表明,此构架完全可以满足嵌入式数控系统的实时性要求。

基于Linux和Xenomai的实时测控系统

如果能够提供一种将基于传统实时操作系统开发的应用程序透明地移植到Linux上的解决方案,那么Linux在实时领域的应用就会更加广泛;Xenomai就是为解决这个问题而发起的一个开源项目,相比于同类方案中RTLinux和RTAI,Xenomai的特点是专注于用户态下的实时性,同时提供与多种流行商业RTOS兼容的接口,这样在其之上构建的实时程序的稳定性和可移植性有了较大的提高;文中介绍了Xenomai的主体功能,分析了其底层实现思想,构建了一套基于Linux和Xenomai的实时测控系统,并对该系统进行了实时性测试,结果表明Xenomai能够胜任硬实时测控系统的需求。

基于Xenomai的实时Linux分析与研究

Linux操作系统具有开源、稳定和支持多平台的特点,非常适合于嵌入式系统开发。本文分析了Linux在硬实时方面的不足,详细介绍了Linux的一种硬实时解决方案——Xenomai。分析了Xenomai的Adeos构架基础;借助S3C2410平台的Xenomai实现,说明了其用户层实时实现的关键;还介绍了Xenomai支持多种RTOS的API构架和用户层实时程序实例。

基于Xenomai及RTnet的PMU数据集中器的实现方案

PMU(相量测量装置)数据集中器是电力系统实时动态监测系统的重要组成部分,为电力系统的安全稳定运行提供全面的数据信息采集、整理、分析功能,极大提高电力系统的监控水平和稳定运行水平。该文分析了数据集中器的功能特点,阐述了实施基于Xenomai及Rtnet的Linux扩展技术在PMU数据集中器中的研究,提出了基于Xenomai及Rtnet的数据集中器的实现方案。

基于Xenomai的Linux实时性研究与实现

由于工业上对嵌入式系统的实时性要求越来越高,针对Linux的实时性不足进行分析,提出基于Xenomai的双内核解决方案。介绍了Xenomai的基本架构和ADEOS的基本原理,并构建了Xenomai/Linux的运行环境。实验结果表明:基于Xenomai的Linux系统实时性得到了显著提高,能够完成工业中的硬实时性任务。

基于Xenomai的嵌入式Linux数控系统平台研究

介绍了数控系统软硬件结构和控制器组成,提出嵌入式Linux在数控系统中应用,针对嵌入式Linux实时性不足的特点,提出Xenomai实时解决方案。详细介绍了系统平台的搭建及实时性测试,测试结果显示该平台有很好的用户态实时性和优秀的内核态实时性,满足数控系统的实时性需要。该平台已应用在做实际数控系统中。

Xenomail实时Linux在嵌入式数控系统中的应用

针对嵌入式数控系统在应用上的实时性能的需求,将Xenomai应用到嵌入式数控系统平台,使嵌入式数控系统中的Linux拥有实时微内核,并以此为基础,在Xenomai域规划数控系统的实时任务模块。最后通过对Xenomai的任务响应延时测试,测试结果表明Xenomai的任务响应时间在130μs以内,在内核态的实时性表现更为出色且小于73μs,能很好的满足数控系统的实时控制需求。

基于Xenomai的Linux数控系统实时性改造研究

针对标准Linux实时性不足的问题,结合数控系统的实时性要求,提出了基于Xenomai的Linux系统实时性改造方案,完成基于Xenomai的Linux域设计。进行实时化内核的移植,借助s3c2410芯片创建实时系统,最后进行了实时任务调度延迟测试、内核定时器中断延迟测试。实时性能指标测试验证了基于Xenomai的Linux实时性改造方案在数控系统中的可行性。

基于Xenomai实时Linux的北斗/GPS导航接收机

设计了一种基于Xenomai实时Linux的北斗/GPS导航接收机.该接收机主体采用SoCFPGA进行实现,其中HPS上的基于Xenomai的Linux实时操作系统负责系统初始化、任务调度、射频前端驱动、捕获和跟踪环路的控制、位同步和帧同步处理以及定位解算等,而数据采集、卫星信号捕获和跟踪等部分由FPGA实现.经测试,该接收机中的实时操作系统的任务响应延迟小于15μs,实时性能够满足北斗/GPS导航接收机对实时性的要求,且接收机的CEP测试结果达到2.290 4 m,能达到定位需求.此外该接收机能够支持输出差分定位的原始数据及扩展组合导航.

基于Xenomai的嵌入式软PLC运行系统研究与实现

在Cortex-A8嵌入式硬件平台上,设计实现了基于Xenomai实时操作系统的嵌入式软PLC运行系统。运行系统采用寄存器式虚拟机设计方案,运行系统可以加载并执行编程系统生成的软PLC目标文件,实现相应的控制功能。

基于Xenomai/RTnet的Linux系统实时性分析

Linux系统高速发展,逐渐被运用到智能网联汽车等领域,但是GNU/Linux的实时性不足和通信延迟不可控,限制了其在实时环境中的运用。对比分析了目前Linux系统主流的实时性改进方法,提出了基于Xenomai/Linux的实时操作系统和基于RTnet协议栈的实时网络系统的方案,采用了对数正态分布模型研究该方案的实时性与稳定性。分析结果表明,该方案的任务响应延迟与网络传输时延可以用对数正态分布模型精确表示,且具有良好的实时性与稳定性,可以有效提升Linux系统的硬实时性。

基于Xenomai的Linux嵌入式系统在轨道交通客运车辆电气控制平台中的应用

轨道交通客运车辆的电气控制平台是微机化电气屏柜中的智能化控制单元,通过核心控制模块中的嵌入式操作系统完成电气逻辑控制和多种智能监测保护功能。文章通过对Linux与Vx Works这两种主流嵌入式系统的实时性、功能性、性价比和开发资源等方面进行对比分析,设计了一种基于Xenomai微内核移植的实时Linux嵌入式操作系统。该系统既具备Linux的多任务处理能力、丰富的网络制式通信、成熟可靠的图形处理与电能质量监测分析算法,又可实现微秒级的系统任务调度,对轨道交通客运车辆微机化电气屏柜的工程化应用具有重要意义。

基于Xenomai/Linux实时调度算法研究

针对Xenomai\Linux双内核实时操作系统实时调度的单一性,在Xenomai原有的实时调度机制上增加了RM和EDF调度器。经过实验测试表明:新的调度机制增强了系统的灵活性。

基于Xenomai的嵌入式数控系统实时性实现探究

随着电子技术和自动化产业的迅速发展,嵌入式技术已被广泛应用到数控系统中,在众多嵌入式数控系统中,Linux由于具有模块化设计且能支持多种硬件平台,加上源码开放,优势明显,应用越来越广泛。但同时由于Linux属于分时操作系统、频繁关中断、实时性不足,为了能使Linux在实时环境中得到应用,提出其实时性改造的必要性,使其满足实时要求。基于此,本文结合自身工作实践,采用了Linux+Xenomai构架的实时性改造方案,并分析了系统平台的搭建,实时性测试结果表明,此改造完全可以满足嵌入式数控系统的实时性要求。

基于Xenomai的EtherCAT主站开发与实时性优化

目前通过构造Linux实时系统,搭建EtherCAT主站的方法,没有考虑到实际运行环境的复杂性,存在实时性稳定差等问题,针对该问题,提出了一种通过优化Linux内核配置的方法,该方案选用基于X86的工控机作为作为Linux开发平台,在平台上运行安装了Xenomai实时拓展的Linux操作系统,通过优化Linux内核配置,对Xenomai实时内核进行优化,然后在Linux系统上构建IgH EtherCAT Master开源框架,并在IgH框架的基础上设计应用层程序并构建EtherCAT主站,最后对系统进行了测试。测试结果表明,优化后的EtherCAT主站实时性、稳定性较优化前有了较大提升,Linux系统实时性有ns级的水准,EtherCAT主站抖动在us级别,可以达到工业控制系统对实时性的要求。

基于Xenomai的EtherCAT总线数控系统的设计

文章首先从数控系统总体设计方案、硬软件组成进行介绍,然后针对引入Ether CAT的数控系统的实现,提出了一种基于Xenomai实时操作系统的改造及基于PC控制的可行系统方案,构建了基于Linux+Xenomai+Ether CAT的总线数控系统,并详细分析了数控系统核心的插补与位置控制数据结构。

嵌入式云计算系统的资源实时共享方法研究

针对传统远程监控系统的现场嵌入式设备资源不能实时共享以及资源的利用率低的问题,提出应用云计算技术,基于亚马逊公司的桉树(Eucalyptus)云平台,在嵌入式云计算系统中研究了一种资源实时共享的方法。采用S3C2440A微处理器构建前端节点的硬件平台,软件移植Xenomai实时核,在嵌入式Linux+Xenomai操作系统的支撑下,运用KVM/QEMU构建虚拟化测试设备,实现了设备资源实时共享。在油井深度测量现场完成了测试,结果表明该方法能够提高资源利用率,满足远程测试的实时性能要求。