具有实时性的嵌入式Linux的研究及其在电力系统中的应用

摘要

变电站作为整个电网中的重要节点，担负着电能传输、分配的任务。新的变电站规约的出现，不断增加的成本．效益压力，信息技术发展造成的安全因素等原因，迫使我们要不断应用新技术、新理论来提高变电站自动化软件的水平。 为了适应变电站的安全性需求，降低成本，对具有开源特性的Linux进行实时化被提上日程。本文在这个方面作了一些工作。具体的工作和成果包括： 1.深入研究了实时操作系统、嵌入式操作系统的概念，从内核结构、调度算法和开发工具的支持三个方面分析比较了四种具有代表性的RTOS(RT-Linux，WinCE，VxWorks，DeltaOS)。 2.分析了Linux的分时特性，了解了嵌入式Linux的发展过程、优缺点，及其目前实时化概况。 3.通过对当今主流实时Linux系统的深入调研，在技术和架构两个方面总结出了六种显著提高Linux实时性能的方法：微定时器技术、软件模拟中断技术、增加抢占点技术、双内核架构、修改调度器架构、资源内核架构。 4.从Linux的时间系统入手，在研究了标准Linux时间机制的基础上，对微定时器技术的抽象层和接口层进行了深入研究，并对其进行了性能测试。 5．列举了在变电站自动化系统中的应用案例，展望了嵌入式实时Linux在电力系统中的应用前景。

目录

文摘

英文文摘

第一章引言

1.1课题研究的背景

1.2课题研究的目的及意义

1.3课题工作

第二章嵌入式实时操作系统概述

2.1实时操作系统介绍

2.1.1实时操作系统(RTOS)简介

2.1.2RTOS的特征和功能

2.1.3实时操作系统的评价指标

2.2嵌入式系统介绍

2.2.1嵌入式系统的分类

2.2.2嵌入式操作系统的特点

2.2.3嵌入式实时操作系统的体系结构

2.3目前几种常见商用嵌入式实时操作系统的比较

2.3.1RT-Linux

2.3.2Windows CE

2.3.3VxWorks

2.3.4 DeltaOS

第三章嵌入式实时Linux概况

3.1Linux发展背景及特点

3.2嵌入式Linux的出现及发展

3.3嵌入式Linux实时化概况

第四章Linux实时化技术

4.1微定时器技术

4.2软件模拟中断技术

4.3插入抢占点技术

4.4双内核架构

4.4.1双内核架构的提出

4.4.2RTHAL的提出

4.5修改调度器架构

4.6资源内核架构

4.6.1资源内核相关概念

4.6.2资源内核与linux结合

4.7总结

第五章微定时器技术的实现探讨

5.1标准Linux的时间机制

5.2微定时器的抽象层

5.2.1程序实现主体

5.2.2标准系统调用的修改

5.3微定时器的硬件接口层

5.3.1时钟硬件

5.3.2接口1

5.3.3接口2

5.3.4接口3

5.4微定时器的性能测试

第六章嵌入式实时Linux在电力系统自动化技术中的应用及前景展望

6.1嵌入式实时Linux在电力系统中的应用案例

6.2嵌入式实时Linux在电力系统中的应用前景展望

第七章结论

第八章致谢

参考文献

附录A