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RTX平台下半实物仿真系统实时性能研究

作　者: 周林雪
导　师: 李岩
学　校: 中国科学院研究生院（长春光学精密机械与物理研究所）
专　业: 计算机应用技术
关键词: 实时性 RTX 反射内存 半实物仿真
分类号: TP391.9
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要


半实物仿真是提高激光制导武器性能的重要途径,是激光制导武器研制过程中必不可少的环节。针对半实物仿真实时性与通用性的双重要求,通过对比众多嵌入式操作系统,本文选择了性能优良的Windows实时扩展操作系统RTX。文中对激光制导武器半实物仿真系统进行了介绍,仿真系统的硬件平台采用工业控制计算机,软件平台采用Windows XP+RTX的实时环境。首先,以某激光制导武器半实物仿真试验系统为例,介绍了各分系统的功能并对各分系统的实时性要求进行了分析,利用RTI仿真控制网、实时反射内存网以及高速串口搭建了系统的实时通讯平台。其次,分析了Windows操作系统在实时性方面的局限性,并针对Windows在实时性方面的缺陷,引入了强实时软件RTX对其实时性能进行扩展。研究了RTX组成原理、VMIC反射内存卡的工作原理和组网方式以及MAK RTI仿真控制网的特性。然后,研究了RTX下的半实物仿真系统程序设计方法,仿真系统软件由RTSS下的实时进程和Win32下的非实时进程两部分组成。进程间采用共享内存实现数据交互。在研究基于IPC共享内存数据交互技术的基础上,研究了环形共享内存及共享内存块算法,并提出了RTX下设备实时驱动程序开发方法。最后,对仿真系统进行实时性能测试,包括RTX实时性能测试、反射内存网通讯测试以及串口通讯测试,测试表明系统满足了实时性和稳定性的要求,验证了方案的可行性。

全文目录


摘要  5-6
Abstract  6-8
目录  8-12
第1章 绪论  12-18
  1.1 课题研究的背景  12-13
  1.2 相关技术的国内外发展现状  13-16
    1.2.1 RTX实时扩展  13-14
    1.2.2 实时操作系统(RTOS)的发展  14-15
    1.2.3 实时操作系统(RTOS)介绍  15-16
  1.3 研究内容  16-18
第2章 半实物仿真系统  18-30
  2.1 半实物仿真系统框架  18-20
    2.1.1 半实物仿真系统功能  19
    2.1.2 半实物仿真试验系统工作流程  19-20
  2.2 半实物仿真系统结构  20-23
    2.2.1 实时仿真网络结构  20-21
    2.2.2 系统工作原理  21-23
  2.3 系统功能  23-29
    2.3.1 仿真控制分系统  23-24
    2.3.2 激光信号模拟分系统  24-27
    2.3.3 激光制导设备模拟分系统  27-29
  2.4 本章小结  29-30
第3章 RTX实时扩展及相关技术  30-42
  3.1 Windows系统实时性研究  30-32
    3.1.1 实时操作系统的特点  30-31
    3.1.2 Windows实时性不足  31-32
  3.2 RTX实时扩展软件  32-35
    3.2.1 实时扩展RTX概述  32
    3.2.2 RTX实时系统的结构  32-34
    3.2.3 基于RTX的Windows系统实时性分析  34-35
  3.3 VMIC反射内存卡  35-37
    3.3.1 反射内存卡性能分析  35-36
    3.3.2 反射内存卡特点  36-37
  3.4 MAKRTI特性  37-41
    3.4.1 易用性  38
    3.4.2 兼容性  38
    3.4.3 延迟  38-39
    3.4.4 吞吐量  39
    3.4.5 带宽  39
    3.4.6 CPU的占用  39
    3.4.7 RTIspy—进入RTI的窗口  39-41
  3.5 本章小结  41-42
第4章 实时仿真程序设计  42-58
  4.1 系统软件的总体结构  42
  4.2 实时程序设计  42-47
    4.2.1 创建RTX应用程序  43
    4.2.2 调试RTSS程序  43-44
    4.2.3 RTX支持的API  44-45
    4.2.4 实时任务程序设计  45-47
  4.3 非实时部分程序设计  47-50
    4.3.1 通信程序设计  47-48
    4.3.2 界面程序设计  48-49
    4.3.3 任务优先级设置  49-50
  4.4 共享内存数据交互技术研究  50-55
    4.4.1 共享内存技术  50-51
    4.4.2 共享内存算法  51-53
    4.4.3 共享内存下的数据交互  53-55
  4.5 I/O接口驱动和通信程序研究  55-57
    4.5.1 RTX驱动系统结构  55
    4.5.2 RTX下I/O驱动程序设计  55-57
  4.6 本章小结  57-58
第5章 半实物仿真系统测试  58-68
  5.1 RTX实时性能测试  58-60
  5.2 VMIC反射内存卡通信测试  60-64
    5.2.1 传输可靠性测试  60-61
    5.2.2 传输速率测试  61-64
  5.3 RS422串口测试  64-66
    5.3.1 误码率测试  64-66
  5.4 本章小结  66-68
第6章 结论与展望  68-70
  6.1 主要工作和结论  68-69
  6.2 研究展望  69-70
参考文献  70-74
附录  74-76
在学期间学术成果情况  76-77
指导教师及作者简介  77-78
致谢  78

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中图分类: > 工业技术 > 自动化技术、计算机技术 > 计算技术、计算机技术 > 计算机的应用 > 信息处理（信息加工） > 计算机仿真
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