基于Linux的嵌入式工业测控系统设计方案

只是将数据结构processor中的中断标志位intr_flag设为0，而不是真正的清除eflags寄存器的IF标志来关中断，解决了Linux中长期关中断的问题。

3.2 采用RTAI增强Linux实时性的实现[4]

通过修改Linux内核相关的源文件，形成实时硬件抽象层。执行insmod命令，挂载上提供实时服务的rtai,rtai_sched,rtai_fifos模块，得到如下信息[2]:

Linux tick at 100Hz
Calibrated cpu frequency 551268530Hz
Calibrated 8254-timer-interrupt-to-scheduler latency 8000ns
Calibrated one shot setup time 3000ns
Module Size Used by
rtai_sched 16608 0 unused
rtai_fifos 33468 0 unused
rtai 20728 1 (rati_sched rtai-fifos)

加载上应用程序需要的RTAI模块后，就可以在RTAI-Linux环境下开发应用程序。

3.3 基于RTAI-Linux的应用程序的开发

针对工业测控系统的数据采集、数据处理、控制、通信等具体应用，将应用程序分为实时任务和非实时任务。实时任务利用RTAI提供的API来开发，编写成内核模块，工作在Linux的核心态。用户进程可利用Linux操作系统提供的大量资源，进行TCP/IP网络通信，开发图形用户界面程序等。实时任务之间、实时任务和非实时任务之间可通过Fifo队列和共享内存等方法通信。RTAI-Linux应用程序结构如图3-1所示。

数据采集任务的实现在rt_process.c中的主要函数如下:

static void data_collect()
{
rtf_put(FIFO,&data_value,sizeof(data_value);/*将采集的数据放入实时FIFO中*/
rt_task_wait_period();
}
int int_module(void)
rtime tick_period;
rt_set_periodic_mode(); /*将定时器设置为周期模式*/
rt_task_init(&rt_task,data_collect,l,Stack_size,task_priority,1,0);/*初始化数据采集任务*/
return ()
}
void cleanup_module(void)
{
stop_rt_timer();
rtf_destroy(FIFO);
rt_task_delete(&rt_task);
return;
}

数据显示程序的实现在disaplay.c中的主要函数:

int main(void)
{
if((fifo=open("/dev/rtf()",()_rdonly))<0)
{
fprintf(stderr,"Error opening/dev/rtf() ");
exit(1);
}
read(fifo,&data_value,sizeof(data_value));/*用户进程从实时FIFO中读取数据*/
printf("data%f ",data_value)
}

4、结论

本文给出了一种应用于测控系统的基于Linux的嵌入式系统的设计方案，能保证测控任务完成的实时性、可靠性，可以连到工业以太网，实现远程监控，在工业控制领域有很好的应用前景。

本文作者的创新点：在嵌入式系统软件的设计与实现上，提供了开发实时应用程序的接口；利用实时应用接口(RTAI)来增强Linux的实时性，并引入实时硬件抽象层结构(rthal)、实时调度器、实时FIFO等实时服务；给出了在RTAI-Linux环境下开发工业测控系统中实时应用程序的方法