隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的高速發(fā)展,對(duì)傳統(tǒng)制造業(yè)提出了新的要求,而制造業(yè)的“工作母機(jī)”—數(shù)控機(jī)床,代表著國(guó)家制造業(yè)的核心競(jìng)爭(zhēng)力。長(zhǎng)期以來,我國(guó)傳統(tǒng)數(shù)控系統(tǒng)仍采用封閉式的體系結(jié)構(gòu)和單核處理器,難以適應(yīng)日益復(fù)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(duì)稱多核ARM開發(fā)板為實(shí)驗(yàn)平臺(tái),討論數(shù)控系統(tǒng)智能化進(jìn)程中的任務(wù)調(diào)度技術(shù)以及實(shí)時(shí)控制關(guān)鍵技術(shù)。首先,以采用Linux操作系統(tǒng)與對(duì)稱多核ARM卡片式電腦作為軟硬件平臺(tái),提出并實(shí)現(xiàn)了多核數(shù)控系統(tǒng)的軟件框架,探討了同構(gòu)多核數(shù)控系統(tǒng)中任務(wù)的調(diào)度模式與詳細(xì)機(jī)制,針對(duì)數(shù)控系統(tǒng)內(nèi)任務(wù)與傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)任務(wù)特性的比較,制定了適用于多核數(shù)控系統(tǒng)任務(wù)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(duì)Linux系統(tǒng)實(shí)時(shí)性進(jìn)行了分析并實(shí)施了一種實(shí)時(shí)化改造方案。再次,基于對(duì)RCS庫(kù)的研究探討了分層控制系統(tǒng)細(xì)節(jié)實(shí)現(xiàn)以及CMS與NML技術(shù)對(duì)于實(shí)現(xiàn)模塊化通信與分層實(shí)時(shí)控制的參考模型,并對(duì)本文構(gòu)建的實(shí)時(shí)系統(tǒng)進(jìn)行了性能測(cè)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(fù)載均衡方案,通過對(duì)... 

【文章頁(yè)數(shù)】：83 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)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(shù)的研究背景及發(fā)展趨勢(shì)
        1.2.1 數(shù)控技術(shù)的研究背景
        1.2.2 數(shù)控技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)
    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?jī)?nèi)容和論文組織結(jié)構(gòu)
第2章 基于多核ARM的數(shù)控系統(tǒng)軟硬件結(jié)構(gòu)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(gòu)
    2.3 藍(lán)天NC-200 數(shù)控系統(tǒng)軟硬件架構(gòu)
    2.4 藍(lán)天GJ400 數(shù)控系統(tǒng)硬件平臺(tái)
        2.4.1 GJ400 數(shù)控硬件結(jié)構(gòu)
        2.4.2 SSB-Ⅲ現(xiàn)場(chǎng)總線
    2.5 多核數(shù)控系統(tǒng)硬件架構(gòu)設(shè)計(jì)
        2.5.1 多核處理器
        2.5.2 多核開發(fā)板
    2.6 軟件架構(gòu)方案設(shè)計(jì)
        2.6.1 嵌入式操作系統(tǒng)平臺(tái)的選定
第3章 實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)技術(shù)路線及Linux實(shí)時(shí)化改造
    3.1 實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)研究
        3.1.1 實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)
        3.1.2 實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)
        3.1.3 實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)性能指標(biāo)
    3.2 Linux實(shí)時(shí)性的影響因素
    3.3 Linux實(shí)時(shí)化改造方案
        3.3.1 改進(jìn)內(nèi)核法
        3.3.2 雙內(nèi)核改造法
        3.3.3 采用的Linux實(shí)時(shí)化改造方案
第4章 多核嵌入式實(shí)時(shí)系統(tǒng)平臺(tái)移植
    4.1 宿主機(jī)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(shí)時(shí)補(bǔ)丁
第5章 基于RCS庫(kù)的分層控制系統(tǒng)
    5.1 RCS庫(kù)研究
    5.2 CMS
    5.3 NML
        5.3.1 NML通信機(jī)制
        5.3.2 NML消息
        5.3.3 NML緩沖區(qū)
        5.3.4 NML進(jìn)程
        5.3.5 對(duì)NML緩沖區(qū)的讀寫
    5.4 基于RCS的分層實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)
    5.5 實(shí)時(shí)性能實(shí)驗(yàn)分析
第6章 多核系統(tǒng)實(shí)時(shí)任務(wù)調(diào)度技術(shù)
    6.1 多核實(shí)時(shí)任務(wù)調(diào)度的特點(diǎn)和分類
        6.1.1 多核實(shí)時(shí)任務(wù)調(diào)度的特點(diǎn)
        6.1.2 多核實(shí)時(shí)任務(wù)調(diào)度的分類
    6.2 多核實(shí)時(shí)任務(wù)調(diào)度算法分析
        6.2.1 基于復(fù)制的任務(wù)調(diào)度算法
        6.2.2 基于遺傳算法的任務(wù)調(diào)度算法
        6.2.3 基于粒子群算法的任務(wù)調(diào)度算法
        6.2.4 基于滑動(dòng)窗口的任務(wù)調(diào)度算法
        6.2.5 性能測(cè)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(xiàn)
致謝
作者簡(jiǎn)歷及攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文與研究成果


【參考文獻(xiàn)】：
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本文編號(hào)：3709146