基于VxWorks操作系統(tǒng)的CompactPCI仿真系統(tǒng)

VxWorks操作系統(tǒng)是美國(guó)WindRiver公司于1983年設(shè)計(jì)開發(fā)的一種嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)(RTOS)，該系統(tǒng)以其良好的可靠性和卓越的實(shí)時(shí)性被廣泛地應(yīng)用在通訊、軍事、航空、航天等高精尖技術(shù)及實(shí)時(shí)性要求極高的領(lǐng)域中，如衛(wèi)星通訊、軍事演習(xí)、彈道制導(dǎo)、飛機(jī)導(dǎo)航等。在美國(guó)的F-16、FA-18戰(zhàn)斗機(jī)、B-2隱形轟炸機(jī)和愛(ài)國(guó)者導(dǎo)彈上以及1997年4月在火星表面登陸的火星探測(cè)器上都使用到了VxWorks。

VxWorks系統(tǒng)在各方面的性能表現(xiàn)卓越，主要表現(xiàn)在以下幾方面：

(1)良好的實(shí)時(shí)性和穩(wěn)定性

· 優(yōu)先級(jí)搶占調(diào)度和時(shí)間片輪轉(zhuǎn)調(diào)度

· 強(qiáng)大市場(chǎng)占有率、國(guó)防軍事的多種應(yīng)用

(2)高效的任務(wù)管理

· 多任務(wù)，0～255的256個(gè)優(yōu)先級(jí)

· 任務(wù)控制塊TCB、任務(wù)調(diào)度算法和排隊(duì)策略

· 上下文快速切換

(3)靈活的任務(wù)間通信

(4)微秒級(jí)的中斷管理

(5)方便移植、構(gòu)建的VxWorks板支持包(BSP)

(6)支持多種標(biāo)準(zhǔn)：ANSI C

(7)豐富的網(wǎng)絡(luò)功能

VxWorks操作系統(tǒng)提供了集成的開發(fā)調(diào)試環(huán)境——Tornado，方便系統(tǒng)定制和程序開發(fā)，而且提供了多種分析工具進(jìn)行任務(wù)間的協(xié)調(diào)，保證了各項(xiàng)實(shí)時(shí)指標(biāo)。系統(tǒng)開放與調(diào)試非常方便，如圖1。

圖1 Tornado開發(fā)調(diào)試環(huán)境MIC 3000系列產(chǎn)品是研華為中、高端應(yīng)用提供的高性能、低成本的測(cè)量和控制平臺(tái)及系統(tǒng)，包括完整的機(jī)箱、主板和數(shù)據(jù)采集與通訊板卡，并支持各種主流的操作系統(tǒng)。研華對(duì)于VxWorks的支持非常完整，提供CPCI主板的BSP和數(shù)據(jù)采集與通訊卡的源碼級(jí)或編譯包級(jí)的驅(qū)動(dòng)支持。研華通過(guò)封裝驅(qū)動(dòng)函數(shù)，將復(fù)雜的高速數(shù)據(jù)采集編程簡(jiǎn)化為Open、Start、Check、Close等幾個(gè)步驟，通過(guò)和Tornado集成環(huán)境可以非常方便地進(jìn)行程序開發(fā)，流程如圖2所示。

圖2 數(shù)據(jù)采集流程

基于VxWorks的軍事仿真系統(tǒng)可應(yīng)用于雷達(dá)、潛艇、軍艦、魚雷控制、衛(wèi)星定位、飛行器、武器系統(tǒng)等。仿真系統(tǒng)主要包括：主控機(jī)(Host)、目標(biāo)機(jī)(Target)，如圖3所示。

圖3 基于VxWorks的軍事仿真系統(tǒng)

主控機(jī)主要用于建立數(shù)學(xué)模型，監(jiān)視仿真系統(tǒng)中參量的運(yùn)行變化等，采用 AWS研華工作站W(wǎng)indows操作系統(tǒng)。

目標(biāo)機(jī)為系統(tǒng)的核心執(zhí)行機(jī)構(gòu)，實(shí)時(shí)采集數(shù)據(jù)作為模擬仿真的參量，應(yīng)用MIC-3000 產(chǎn)品作為目標(biāo)機(jī)，完成現(xiàn)場(chǎng)端實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集及控制。