
- •Введение
- •Глава 1. Основные принципы организации операционных систем реального времени
- •1.1. Общие положения и определения
- •1.2. Отличие механизма современных осрв
- •1.3. Параметры осрв
- •1.4. Программное обеспечение многозадачности ос
- •1.5. Архитектура осрв. Классы осрв
- •1.6. Синхронизация задач
- •1.7. Базовые понятия программного обеспечения реального времени
- •1.8. Асинхронный обмен данными
- •1.9. Надежность систем реального времени
- •1.10. Планирование задач
- •1.11. Планирование периодических процессов
- •1.12. Взаимоблокировки
- •Контрольные вопросы
- •Глава 2. Типовые операционные системы реального времени
- •2.1. Обзор систем реального времени
- •2.2. Операционная система Windows nt
- •2.2.1. Ужесточение требований к ос 90-х годов
- •2.2.2. Операционные системы реального времени и Windows nt
- •2.2.3. Процессы и потоки nt
- •2.2.4. Пути расширения реального времени для nt
- •2.2.5. Обработка прерываний и исключений
- •2.2.6. Особенности системы ввода/вывода системы nt
- •2.2.7. Windows nt как операционная система реального времени
- •2.2.8. Расширения Windows nt
- •2.3. Операционная система qnx
- •2.3.1. Общие положения
- •2.3.2. Системная архитектура qnx
- •2.3.3. Qnx как сеть
- •2.3.5. Оконная система Photon microGui
- •2.3.6. Phocus 4 для создания встраиваемых scada
- •2.4. Операционные системы реального времени для встраеваемых систем
- •2.5. Ос рв для встраиваемых модулей от компании Microsoft
- •2.6. Функциональные потребности scada-системы
- •Контрольные вопросы
- •Глава 3. Общий анализ контроллеров
- •3.1. Аппаратное обеспечение
- •3.2. Программирование plc
- •3.3. Выбор контроллерных средств
- •3.4. Классификация современных контроллеров
- •3.5. Взаимодействие компонентов
- •3.6. Проектирование распределенных систем управления
- •3.7. Открытая модульная архитектура контроллеров
- •3.8. Архитектура производственной базы данных реального времени
- •3.9. Эволюция стандарта pci для жестких встраиваемых приложений
- •3.11. Одно- и многоуровневые системы диспетчерского контроля и управления
- •3.12. Технологии и протоколы передачи данных в промышленности: Industrial Ethernet
- •3.13. Обеспечение надежности асу тп с использованием резервированного кольца Turbo Ring
- •3.14. Анализ архитектур контроллеров с параллельной шиной
- •3.15. Повышенные требования к устойчивости функционирования
- •Контрольные вопросы
- •Глава 4. Примеры реализации типовых контроллеров
- •4.1. Промышленные контроллеры для автоматизации технологических процессов
- •4.2. Модули adam-8000 от компании Advantech9 и система программирования adam-winplc7
- •4.3. LabView Real-Time LabView реального времени
- •4.4. Встраиваемые системы и ос для них
- •4.5. Промышленный контроллер р-130isa
- •4.6. Совместное использование hmi и pac
- •4.7. Система Реального Времени cf-mntr
- •4.8. Экономичные контроллеры Pico
- •4.9. RapidIo: технология для приложений реального времени
- •4.10. Trace mode 6 и t-factory 6: обзор исполнительных модулей
- •4.11. Контроллер Crestron cp2e
- •4.12. Асу тп на базе контроллеров micro-pc
- •4.14. Itv ndc-f18 – универсальные контроллеры ndc-f18
- •4.15. Сетевой контроллер компании Lenel для систем контроля доступа
- •4.16. Сетевой контроллер реального времени
- •Контрольные вопросы
- •Глава 5. Мультимедийные системы реального времени
- •5.1. Требования реального времени в системах мультимедиа
- •5.2. Требования к архитектуре мультимедиа-систем
- •5.3. Объединение графического и мультимедийного ядра в систему Freescale
- •5.5. Scsa: архитектура для систем мультимедиа реального времени
- •Контрольные вопросы
- •Заключение
- •Рекомендуемый библиографический список
- •Оглавление
- •Глава 1. Основные принципы организации операционных систем реального времени 6
- •Глава 2. Типовые операционные системы реального времени 55
- •Глава 3. Общий анализ контроллеров 179
- •Глава 4. Примеры реализации типовых контроллеров 236
- •Глава 5. Мультимедийные системы реального времени 292
- •Системы реального времени Программно-технический комплекс
- •346428, Г. Новочеркасск, ул. Просвещения, 132
Контрольные вопросы
1. Каковы требования реального времени в системах мультимедиа?
2. Сформулируйте и дайте краткий анализ требований к архитектуре мультимедиа-систем.
3. Как осуществляется в системе Freescale объединение графического и мультимедийного ядра?
4. Проиллюстрируйте особенности мультимедийных микропроцессоров обработки данных на примере PNX1500.
5. Сформулируйте особенности архитектуры систем цифровой обработки сигналов для систем мультимедиа реального времени.
Заключение
В данном учебном пособии проведён анализ предметной области СРВ. Определены основные отличия ОС общего назначения от ОСРВ и особенности управления исполнением задач.
Показано, что важнейшим свойством СРВ является предсказуемость временных реакций системы на внешние события, что определяет состоятельность и обоснованность решений, заложенных в конкретной СРВ. И именно в свете временной предсказуемости необходимо рассматривать возможности выбора конкретной ОС под конкретную задачу реального времени.
В пособии при анализе СРВ выделены важнейшие функции ОС, связанных с планированием, диспетчеризацией потоков в рамках конкретной задачи. Для обеспечения эффективного функционирования вычислительной системы, ОС должна уметь эффективно обслуживать и распределять ресурсы процессора, памяти (основной и внешней) и внешних устройств. Выделенные требования выбора ОС РВ проиллюстрированы примерами типовых контроллеров, предназначенных для решения конкретных задач в реальном времени.
Рекомендуемый библиографический список
Васьков С.Т. и др. Открытые системы реального времени//ИВТ, 1995, №1-2.
Калядин А. Системы реального времени. Архитектура современных промышленных систем//Открытые системы. 1998. №3.
Хухлаев Е. Операционные системы реального времени и Windows NT//Открытые системы. 1997. №5.
Рыбаков А. Эволюция стандарта PCI для жестких встраиваемых приложений//Открытые системы, 1997. №5.
Золотарев С.В., Системы SCADA в среде ОС QNX // Мир ПК. 1996. №4.
Кабанов П.Н., Никитин С.В., Фрейдман А.В. О качествах SCADA и пакете Phocus/OPUS // Промышленные АСУ и контроллеры. 2004. №5.
Терлецкий М.Ю. iFIX для Windows или SCADA для QNX? // Приборы и системы. 2003. №4.
Кабанов П.Н., Фрейдман А.В., Мониторинг работы SCADA-систем для QNX через Internet//Автоматизация в промышленности. 2006. №8.
ГОСТ Р МЭК 821-2000 Магистраль микропроцессорных систем для обмена информацией разрядностью от 1 до 4 байтов (магистраль VME). – М.: Изд-во стандартов, 2000 г.
Оглавление
ВВЕДЕНИЕ 3
Глава 1. Основные принципы организации операционных систем реального времени 6
1.1. Общие положения и определения 6
1.2. Отличие механизма современных ОСРВ 9
1.3. Параметры ОСРВ 15
1.4. Программное обеспечение многозадачности ОС 18
1.5. Архитектура ОСРВ. Классы ОСРВ 25
1.6. Синхронизация задач 32
1.7. Базовые понятия программного обеспечения реального времени 36
1.8. Асинхронный обмен данными 44
1.9. Надежность систем реального времени 45
1.10. Планирование задач 47
«Карусельная диспетчеризация (циклическое планирование)». При карусельной диспетчеризации процесс (рис. 1.9) продолжает выполнение, пока не наступит момент, когда он: 49
«Адаптивная диспетчеризация». При адаптивной диспетчеризации (рис. 1.10) процесс ведет себя следующим образом: 50
1.11. Планирование периодических процессов 50
1.12. Взаимоблокировки 52
Контрольные вопросы 54