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随着技术的发展,在嵌入式实时控制系统中应用嵌入式实时操作系统(Embeded RTOS)已经成为潮流。和过去的前后台的软件结构相比,多任务系统可以提供标准化、实时性可预测、软件易于维护等特性。 本课题来源于某研究所科技基金资助项目,研究嵌入式控制系统的实时性分析与设计。 本文首先介绍嵌入式实时系统的概念、应用场合和发展概况。然后分析了在系统中引入RTOS的必要性以及通用操作系统与RTOS之间的区别,从多个方面比较了两个源代码开放的RTOS,即RT_Linux和uC/OS,指出后者可能更加适合于中小规模的嵌入式实时控制系统。 过去对嵌入式实时系统的多任务优先级安排和实时性分析,存在着一些缺点。因此本文提出以功能的角度来分析系统的实时性。首先分析了对功能块优先级划分的约束条件,然后提出模糊概念优先级‘高’,将模糊优选的理论用.于系统中功能块优先级顺序的确定,提出多功能块实时系统的优先级决策模型。 如果一个功能块是由多个任务组成的任务链构成,那么就必须决定这些任务的优先级顺序。首先基于对uC/OS操作系统调用分析,计算了单个任务的执行时间。然后分析了任务链在两种不同任务优先级安排顺序下的响应特性。然后根据工程实际,提出了一种新的优先级安排方案。在一个功能块由多个任务组成的单中断源任务链和多中断源任务链时,各个任务的合理安排顺序是:第一个任务优先级最高,第二个任务优先级最低,然后各个任务优先级依次递增,最后一个任务优先级为任务链中次高。 最后,研究了一个实际控制系统中的多传感器决策功能块,在开发板上进行了模拟运行。然后针对该功能块的特殊问题,进行软件动态冗余设计并对设计结果进行的简单讨论。 本文研究成果对嵌入式实时控制系统的软件设计有一定的参考意义。