基于Linux的實(shí)時(shí)以太網(wǎng)通訊.pdf

1、該課題通過對(duì)實(shí)時(shí)系統(tǒng)的研究,對(duì)Linux操作系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性和實(shí)時(shí)通信系統(tǒng)進(jìn)行了分析和論述,由此提出一種基于Linux的軟實(shí)時(shí)通信模型,并對(duì)其應(yīng)用和關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了探討與實(shí)現(xiàn).實(shí)時(shí)系統(tǒng)與其他普通的系統(tǒng)之間的最大的不同之處就是要滿足處理與時(shí)間的關(guān)系.在實(shí)時(shí)計(jì)算中,系統(tǒng)的正確性不僅僅依賴于計(jì)算的邏輯結(jié)果而且依賴于結(jié)果產(chǎn)生的時(shí)間.實(shí)時(shí)通信在實(shí)時(shí)系統(tǒng)中十分重要.由于以太網(wǎng)的高性價(jià)比、高帶寬和開放性,以太網(wǎng)成為最廣泛的局域網(wǎng)技術(shù),并延伸到控制領(lǐng)域中,但

2、是它缺乏對(duì)實(shí)時(shí)網(wǎng)絡(luò)的支持.局域網(wǎng)的ETHERNET協(xié)議——CSMA/CD——本身是一個(gè)隨機(jī)的協(xié)議,在協(xié)議中,待發(fā)送數(shù)據(jù)的節(jié)點(diǎn)可能與網(wǎng)絡(luò)上的其他機(jī)器發(fā)生沖突,一旦發(fā)生,就放棄發(fā)送,隨機(jī)等待一段時(shí)間后再次發(fā)送.因此,該協(xié)議不可能給出在網(wǎng)絡(luò)最壞情況的上下限,就造成了發(fā)送數(shù)據(jù)的時(shí)間的不確定性問題.Linux是一個(gè)通用的操作系統(tǒng),如果把Linux應(yīng)用于實(shí)時(shí)系統(tǒng)中,就要解決其核心的實(shí)時(shí)性問題,諸如時(shí)鐘中斷的顆粒度問題,進(jìn)程的調(diào)度問題,核心代碼的不可

3、搶占性問題等.當(dāng)前有許多研究機(jī)構(gòu)對(duì)linux的實(shí)時(shí)問題進(jìn)行了解決.通過對(duì)現(xiàn)代控制網(wǎng)絡(luò)與數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的一體化研究發(fā)現(xiàn),在一個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)上實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和非實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)并存.因此,如何分辯和優(yōu)先處理實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)、防止突發(fā)的非實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳輸獨(dú)占網(wǎng)絡(luò)帶寬,該文對(duì)此進(jìn)行了探討和實(shí)踐,提出一種帶限制性的優(yōu)先級(jí)分類的實(shí)時(shí)通信模型.該模型把實(shí)時(shí)系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)包分為實(shí)時(shí)和非實(shí)時(shí)兩種優(yōu)先級(jí),同時(shí)為了防止非實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的在網(wǎng)絡(luò)中長(zhǎng)時(shí)間占據(jù)網(wǎng)絡(luò)帶寬,對(duì)每個(gè)站點(diǎn)的非實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)通過令牌桶算法加