随着ARM处理器计算能力的提高,该类型的处理器在嵌入式领域的应用越来越广泛的同时,也得到了数控系统的青睐。比如:德国ECKELMANN公司的E.ENC55和广州数控的GSK980TD系列车床CNC都是基于ARM的。本课题依托于国家重大专项,以ARM处理器的广泛应用为前提,分别采用RT-Preempt和Xenomai实时扩展技术来保证系统的实时性,成功实现了对基于ARM处理器的Linux系统的实时性改造。硬件系统选择用于工控的TI AM3358处理器平台。论文工作包括嵌入式系统的构建和Linux系统的实时化改造。系统的构建主要是系统bootloader、内核和根文件系统的构建;系统实时化改造包括分别采用RT-Preempt实时抢占补丁和Xenomai实时化扩展方案改进Linux操作系统的实时性能。深入学习了RT-Preempt实时抢占补丁的实现原理,研究了其可抢占自旋锁的实现、优先级反转问题的解决、中断线程化、高精度时钟等方面的内容,解决了TI AM3358平台上高精度时钟的问题,完成了其到TI AM3358平台的移植。深入分析了与Xenomai有关的Adeos的域管理机制和中断管理机制,解决了TI AM3358平台特定时钟和中断处理部分的问题,并完成了其到TI AM3358平台的移植。最后对RT-Preempt实时抢占补丁和Xenomai实时化扩展方案做了部分测试工作。对RT-Preempt主要做了任务调度延迟测试、中断响应延迟测试、内存读写测试、优先级反转测试和用户空间与内核空间间进程通信的测试等;对Xenomai实时扩展做了基本的性能测试。基于TI AM3358和RT-Preempt的嵌入式实时数控系统运行稳定,在实验室已经做为二次开发的系统平台。本课题的研究对数控系统的小型化和经济化发展具有重要的参考价值。