基于VxWorks操作系统的CompactPCI测试仿真系统

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 VxWorks操作系统是美国WindRiver公司于1983年设计开发的一种嵌入式实时操作系统(RTOS),该系统以其良好的可靠性和卓越的实时性被广泛地应用在通讯、军事、航空、航天等高精尖技术及实时性要求极高的领域中,如卫星通讯、军事演习、弹道制导、飞机导航等。在美国的F-16、FA-18战斗机、B-2隐形轰炸机和爱国者导弹上以及1997年4月在火星表面登陆的火星探测器上都使用到了VxWorks。

VxWorks系统在各方面的性能表现卓越,主要表现在以下几方面:

(1)良好的实时性和稳定性
· 优先级抢占调度和时间片轮转调度
· 强大市场占有率、国防军事的多种应用

(2)高效的任务管理
· 多任务,0~255的256个优先级
· 任务控制块TCB、任务调度算法和排队策略
· 上下文快速切换

(3)灵活的任务间通信

(4)微秒级的中断管理

(5)方便移植、构建的VxWorks板支持包(BSP)

(6)支持多种标准:ANSI C

(7)丰富的网络功能

VxWorks操作系统提供了集成的开发调试环境——Tornado,方便系统定制和程序开发,而且提供了多种分析工具进行任务间的协调,保证了各项实时指标。系统开放与调试非常方便,如图1。

图1 Tornado开发调试环境

MIC 3000系列产品是研华为中、高端应用提供的高性能、低成本的测量和控制平台及系统,包括完整的机箱、主板和数据采集与通讯板卡,并支持各种主流的操作系统。研华对于VxWorks的支持非常完整,提供CPCI主板的BSP和数据采集与通讯卡的源码级或编译包级的驱动支持。研华通过封装驱动函数,将复杂的高速数据采集编程简化为Open、Start、Check、Close等几个步骤,通过和Tornado集成环境可以非常方便地进行程序开发,流程如图2所示。

图2 数据采集流程

基于VxWorks的军事仿真系统可应用于雷达、潜艇、军舰、鱼雷控制、卫星定位、飞行器、武器系统等。仿真系统主要包括:主控机(Host)、目标机(Target),如图3所示。

图3 基于VxWorks的军事仿真系统

主控机主要用于建立数学模型,监视仿真系统中参量的运行变化等,采用 AWS研华工作站Windows操作系统。

目标机为系统的核心执行机构,实时采集数据作为模拟仿真的参量,应用MIC-3000 产品作为目标机,完成现场端实时数据采集及控制。

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