實時操作系統(tǒng)VxWorks在跟蹤雷達系統(tǒng)中的應(yīng)用設(shè)計分析

跟蹤雷達在跟蹤高速目標時，需要有足夠快的反應(yīng)速度，這不僅對它自身的硬件系統(tǒng)的實時性要求較高，而且對相應(yīng)軟件系統(tǒng)的實時性要求也較高。用實時操作系統(tǒng)VxWorks作為跟蹤雷達系統(tǒng)中的操作系統(tǒng)，可以滿足軟件對實時性的需求。
　　本系統(tǒng)中，跟蹤雷達各分機設(shè)備在相應(yīng)處理計算機、控制計算機控制下協(xié)調(diào)工作，完成對目標的跟蹤和測量雷達的引導(dǎo)，各分控計算機之間通過以太網(wǎng)接口相互通訊。跟蹤雷達軟件按功能分為主控、顯示、信號處理、伺服控制、高頻控制、光電控制六個子系統(tǒng)，分別對應(yīng)不同的計算機。其中主控、信號處理、伺服控制、高頻控制、光電控制子系統(tǒng)上都使用VxWorks操作系統(tǒng)，如圖1所示。
　　
　　1 VxWorks簡介
　　目前市場上比較著名的實時操作系統(tǒng)有：VxWorks、pSoS、Nucleus、VRTX、Windows CE、Palm OS、QNX、PowerTV、JavaOS、LynxOS等。其中，VxWorks是美國WRS（Wind River System）公司推出的一個具有微內(nèi)核、可裁剪的高性能強實時操作系統(tǒng)，在實時操作系統(tǒng)市場上處于領(lǐng)導(dǎo)地位。它在航空、廣播、運輸、醫(yī)療、自動化生產(chǎn)和科學(xué)研究等領(lǐng)域中有著廣泛的應(yīng)用，尤其是在國防和軍事上一些高精尖技術(shù)及實時性要求極高的領(lǐng)域中，體現(xiàn)出了其優(yōu)越的性能。在1997年4月發(fā)射的火星探測器上也使用到了VxWorks。
　?。?）VxWorks的主要特點
　　VxWorks具有高度可剪裁的微內(nèi)核結(jié)構(gòu)，它需要的存儲器空間大約為8KB～488KB（ROM）、620B～29.3KB（RAM）?？梢奦xWorks有著極好的可伸縮性，用戶可以利用工具或直接修改內(nèi)核源文件來配置內(nèi)核。VxWorks能進行高效的多任務(wù)調(diào)度，它支持中斷驅(qū)動的優(yōu)先級搶占式調(diào)度和時間片輪轉(zhuǎn)調(diào)度，并具有確定的、快速的上下文切換能力，確定的、微秒級的中斷延遲時間。這些使得內(nèi)核具有非常強的實時性。
　　（2）VxWorks應(yīng)用程序開發(fā)
　　除了性能出眾的操作系統(tǒng)外，WRS公司還提供了優(yōu)秀的實時操作系統(tǒng)開發(fā)工具Tornado。Tornado包含三個高度集成的組件：Tornado工具，一套強大的交叉開發(fā)工具;VxWorks實時操作系統(tǒng);一整套主機-目標間的通訊選項，例如以太網(wǎng)、串行線路、在電路仿真（ICE）和ROM仿真等。
　　圖2是Tornado開發(fā)系統(tǒng)組成框圖，左邊的框代表Tornado集成開發(fā)環(huán)境，它運行在開發(fā)主機上，可以基于WIN9x、WINNT、DIGITAL UNIX 等主機操作系統(tǒng)。本文介紹的內(nèi)容都是基于WIN9x系統(tǒng)的。右邊的框代表目標機，目標機支持的CPU類型有MC680x0、PowerPc、SPARC、SPARClite、i960、x86、R3000、R4000、R4650等。 目標機上運行VxWorks實時操作系統(tǒng)，其上層運行用戶應(yīng)用程序。