基于VxWorks操作系統的CompactPCI測試仿真系統

VxWorks操作系統是美國WindRiver公司于1983年設計開發的一種嵌入式實時操作系統（RTOS），該系統以其良好的可靠性和卓越的實時性被廣泛地應用在通訊、軍事、航空、航天等高精尖技術及實時性要求極高的領域中，如衛星通訊、軍事演習、彈道制導、飛機導航等。在美國的F-16、FA-18戰斗機、B-2隱形轟炸機和愛國者導彈上以及1997年4月在火星表面登陸的火星探測器上都使用到了VxWorks。

VxWorks系統在各方面的性能表現卓越，主要表現在以下幾方面：

(1)良好的實時性和穩定性
· 優先級搶占調度和時間片輪轉調度
· 強大市場占有率、國防軍事的多種應用

(2)高效的任務管理
· 多任務，0～255的256個優先級
· 任務控制塊TCB、任務調度算法和排隊策略
· 上下文快速切換

(3)靈活的任務間通信

(4)微秒級的中斷管理

(5)方便移植、構建的VxWorks板支持包（BSP）

(6)支持多種標準：ANSI C

(7)豐富的網絡功能

VxWorks操作系統提供了集成的開發調試環境——Tornado，方便系統定制和程序開發，而且提供了多種分析工具進行任務間的協調，保證了各項實時指標。系統開放與調試非常方便，如圖1。

圖1 Tornado開發調試環境

MIC 3000系列產品是研華為中、高端應用提供的高性能、低成本的測量和控制平臺及系統，包括完整的機箱、主板和數據采集與通訊板卡，并支持各種主流的操作系統。研華對于VxWorks的支持非常完整，提供CPCI主板的BSP和數據采集與通訊卡的源碼級或編譯包級的驅動支持。研華通過封裝驅動函數，將復雜的高速數據采集編程簡化為Open、Start、Check、Close等幾個步驟，通過和Tornado集成環境可以非常方便地進行程序開發，流程如圖2所示。

圖2 數據采集流程

基于VxWorks的軍事仿真系統可應用于雷達、潛艇、軍艦、魚雷控制、衛星定位、飛行器、武器系統等。仿真系統主要包括：主控機(Host)、目標機(Target)，如圖3所示。

圖3 基于VxWorks的軍事仿真系統

主控機主要用于建立數學模型，監視仿真系統中參量的運行變化等，采用 AWS研華工作站Windows操作系統。

目標機為系統的核心執行機構，實時采集數據作為模擬仿真的參量，應用MIC-3000 產品作為目標機，完成現場端實時數據采集及控制。