交互式應(yīng)用一舉兩得 實(shí)時仿真與嵌入式系統(tǒng)并構(gòu)
1、前言
本文引用地址:http://m.butianyuan.cn/article/226554.htm對于程序開發(fā)和許多交互式應(yīng)用來說,UNIX和Windows可以算是優(yōu)秀的操作系統(tǒng)。然而,它們都不適于實(shí)時應(yīng)用。Tornado是美國 WindRiver公司為用戶提供的嵌入式開發(fā)平臺,VxWorks是Tornado的運(yùn)行期組件,也是嵌入式行業(yè)應(yīng)用最為廣泛的實(shí)時操作系統(tǒng)。 VxWorks的實(shí)時性做的非常好,其系統(tǒng)本身的開銷很小,任務(wù)調(diào)度、任務(wù)間通信和中斷處理等系統(tǒng)公用程序精煉而高效,他們造成的延遲很短。 VxWorks提供的多任務(wù)機(jī)制對任務(wù)的控制采用了優(yōu)先級搶占調(diào)度和輪轉(zhuǎn)調(diào)度機(jī)制,也充分保證了可靠的實(shí)時性,使同樣的硬件配置能夠滿足更強(qiáng)的實(shí)時性要求,為應(yīng)用的開發(fā)留下更大的余地。
RTW(Real-Time Workshop)是Matlab圖形建模和仿真環(huán)境Simulink的一個重要的補(bǔ)充功能模塊,它是一個基于Simulink的代碼自動生出環(huán)境,它能直接從Simulink的模型中產(chǎn)生優(yōu)化的、可移植的和個性化的代碼,并根據(jù)目標(biāo)配置自動生成多種環(huán)境下的程序。
RTW提供了幾個快速原型化的目標(biāo),其中包括提供了從Simulink模型到VxWorks應(yīng)用代碼的自動轉(zhuǎn)換接口Tornado Real-Time Target,可以讓用戶的模型在VxWorks上執(zhí)行。
2、Tornado(VxWorks)實(shí)時目標(biāo)運(yùn)行時結(jié)構(gòu)
開發(fā)VxWorks實(shí)時應(yīng)用系統(tǒng)的典型配置,如圖1所示:
圖1 VxWorks實(shí)時應(yīng)用開發(fā)的經(jīng)典配置
實(shí)時代碼在主機(jī)上,用Tornado提供的交叉編譯器編譯。通過RTW的Tornado實(shí)時目標(biāo)生成目標(biāo)文件(vxmodel.lo),可通過 Tornado集成開發(fā)環(huán)境的WindSh下載到VxWorks目標(biāo)機(jī)。實(shí)時程序在VxWorks目標(biāo)機(jī)上執(zhí)行,通過IO設(shè)備和外部硬件交換數(shù)據(jù),并保持和主機(jī)之間的相互通信。
實(shí)時程序運(yùn)行在VxWorks目標(biāo)機(jī)上,而Simulink運(yùn)行在主機(jī)上。Simulink需要VxWorks目標(biāo)機(jī)上運(yùn)行的任務(wù)來處理通信過程。 Tornado(VxWorks)Real-Time Tartget生成如下VxWorks任務(wù):一個用于和Simulink通信,其他用于完成模型功能[2]。
3、Tornado(VxWorks)實(shí)時目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)過程
3.1 實(shí)驗(yàn)環(huán)境
我的實(shí)驗(yàn)環(huán)境如下表:
表1 實(shí)驗(yàn)環(huán)境3.2 實(shí)時目標(biāo)的具體實(shí)現(xiàn)步驟
為了通過Real-Time Workshop實(shí)現(xiàn)和運(yùn)行一個基于VxWorks的實(shí)時程序,用戶可按如下的步驟進(jìn)行:
(1) 在Matlab/Simulink下建立一個模型,這里以一個經(jīng)典的PID模型為例:
圖2 實(shí)驗(yàn)所采用的經(jīng)典PID模型
模型采用外部工作模式(External Mode),并設(shè)置Simulink Parameters對話框中的參數(shù):
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