隨著計算機技術的高速發(fā)展,對傳統(tǒng)制造業(yè)提出了新的要求,而制造業(yè)的“工作母機”—數(shù)控機床,代表著國家制造業(yè)的核心競爭力。長期以來,我國傳統(tǒng)數(shù)控系統(tǒng)仍采用封閉式的體系結(jié)構和單核處理器,難以適應日益復雜的制造過程。因此,數(shù)控系統(tǒng)的智能化,開放化以及由單核向多核系統(tǒng)的轉(zhuǎn)變自然成為了重中之重。本文以對稱多核ARM開發(fā)板為實驗平臺,討論數(shù)控系統(tǒng)智能化進程中的任務調(diào)度技術以及實時控制關鍵技術。首先,以采用Linux操作系統(tǒng)與對稱多核ARM卡片式電腦作為軟硬件平臺,提出并實現(xiàn)了多核數(shù)控系統(tǒng)的軟件框架,探討了同構多核數(shù)控系統(tǒng)中任務的調(diào)度模式與詳細機制,針對數(shù)控系統(tǒng)內(nèi)任務與傳統(tǒng)計算機任務特性的比較,制定了適用于多核數(shù)控系統(tǒng)任務執(zhí)行需求的調(diào)度方案。其次,研究了適用于課題的軟硬件環(huán)境,對Linux系統(tǒng)實時性進行了分析并實施了一種實時化改造方案。再次,基于對RCS庫的研究探討了分層控制系統(tǒng)細節(jié)實現(xiàn)以及CMS與NML技術對于實現(xiàn)模塊化通信與分層實時控制的參考模型,并對本文構建的實時系統(tǒng)進行了性能測試。最后,為確保數(shù)控系統(tǒng)從單核到多核轉(zhuǎn)變后的健壯性及魯棒性,探討、研究并制定了適用于多核數(shù)控系統(tǒng)的負載均衡方案,通過對... 

【文章頁數(shù)】：83 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第1章 緒論
    1.1 課題研究背景及意義
    1.2 數(shù)控技術的研究背景及發(fā)展趨勢
        1.2.1 數(shù)控技術的研究背景
        1.2.2 數(shù)控技術的發(fā)展趨勢
    1.3 多核嵌入式數(shù)控系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀
        1.3.1 多核處理器的發(fā)展
        1.3.2 嵌入式數(shù)控系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀
    1.4 研究內(nèi)容和論文組織結(jié)構
第2章 基于多核ARM的數(shù)控系統(tǒng)軟硬件結(jié)構研究
    2.1 智能化數(shù)控系統(tǒng)的含義
    2.2 開放式數(shù)控系統(tǒng)軟硬件架構
    2.3 藍天NC-200 數(shù)控系統(tǒng)軟硬件架構
    2.4 藍天GJ400 數(shù)控系統(tǒng)硬件平臺
        2.4.1 GJ400 數(shù)控硬件結(jié)構
        2.4.2 SSB-Ⅲ現(xiàn)場總線
    2.5 多核數(shù)控系統(tǒng)硬件架構設計
        2.5.1 多核處理器
        2.5.2 多核開發(fā)板
    2.6 軟件架構方案設計
        2.6.1 嵌入式操作系統(tǒng)平臺的選定
第3章 實時操作系統(tǒng)技術路線及Linux實時化改造
    3.1 實時操作系統(tǒng)研究
        3.1.1 實時操作系統(tǒng)
        3.1.2 實時操作系統(tǒng)的體系結(jié)構
        3.1.3 實時操作系統(tǒng)性能指標
    3.2 Linux實時性的影響因素
    3.3 Linux實時化改造方案
        3.3.1 改進內(nèi)核法
        3.3.2 雙內(nèi)核改造法
        3.3.3 采用的Linux實時化改造方案
第4章 多核嵌入式實時系統(tǒng)平臺移植
    4.1 宿主機的選擇與移植
    4.2 編譯環(huán)境的移植
        4.2.1 安裝交叉編譯工具鏈
        4.2.2 安裝依賴包
        4.2.3 編譯u-boot
        4.2.4 編譯Linux-3.0.35
        4.2.5 制作根文件系統(tǒng)rootfs
    4.3 安裝Preempt_RT實時補丁
第5章 基于RCS庫的分層控制系統(tǒng)
    5.1 RCS庫研究
    5.2 CMS
    5.3 NML
        5.3.1 NML通信機制
        5.3.2 NML消息
        5.3.3 NML緩沖區(qū)
        5.3.4 NML進程
        5.3.5 對NML緩沖區(qū)的讀寫
    5.4 基于RCS的分層實時控制系統(tǒng)
    5.5 實時性能實驗分析
第6章 多核系統(tǒng)實時任務調(diào)度技術
    6.1 多核實時任務調(diào)度的特點和分類
        6.1.1 多核實時任務調(diào)度的特點
        6.1.2 多核實時任務調(diào)度的分類
    6.2 多核實時任務調(diào)度算法分析
        6.2.1 基于復制的任務調(diào)度算法
        6.2.2 基于遺傳算法的任務調(diào)度算法
        6.2.3 基于粒子群算法的任務調(diào)度算法
        6.2.4 基于滑動窗口的任務調(diào)度算法
        6.2.5 性能測試與結(jié)果分析
第7章 總結(jié)與展望
    7.1 總結(jié)
    7.2 展望
參考文獻
致謝
作者簡歷及攻讀學位期間發(fā)表的學術論文與研究成果


【參考文獻】：
期刊論文
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本文編號：3709146