實時操作系統VxWorks在跟蹤雷達系統中的應用
跟蹤雷達在跟蹤高速目標時，需要有足夠快的反應速度，這不僅對它自身的硬件系統的實時性要求較高，而且對相應軟件系統的實時性要求也較高。用實時操作系統VxWorks作為跟蹤雷達系統中的操作系統，可以滿足軟件對實時性需求。
本系統中，跟蹤雷達各分機設備在相應處理計算機、控制計算機控制下協調工作，完成對目標的跟蹤和測量雷達的引導，各分控計算機之間通過以太網接口相互通訊。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，分別對應不同的計算機。其中主控、信號處理、伺服控制、高頻控制、光電控制子系統上都使用VxWorks操作系統，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核、可裁剪的高性能強實時操作系統，在實時操作系統市場上處于領導地位。它在航空、廣播、運輸、醫療、自動化生產和科學研究等領域中有著廣泛的應用，尤其是在國防和軍事上一些高精尖技術及實時性要求極高的領域中，體現出了其優越的性能。在1997年4月發射的火星探測器上也使用到了VxWorks。
（1）VxWorks的主要特點
VxWorks具有高度可剪裁的微內核結構，它需要的存儲器空間大約為8KB～488KB（ROM）、620B～29.3KB（RAM）。可見VxWorks有著極好的可伸縮性，用戶可以利用工具或直接修改內核源文件來配置內核。VxWorks能進行高效的多任務調度，它支持中斷驅動的優先級搶占式調度和時間片輪轉調度，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。這些使得內核具有非常強的實時性。
（2）VxWorks應用程序開發
除了性能出眾的操作系統外，WRS公司還提供了優秀的實時操作系統開發工具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工具；VxWorks實時操作系統；一整套主機-目標間的通訊選項，例如以太網、串行線路、在電路仿真（ICE）和ROM仿真等。
圖2是Tornado開發系統組成框圖，左邊的框代表Tornado集成開發環境，它運行在開發主機上，可以基于WIN9x、WINNT、DIGITAL UNIX等主機操作系統。本文介紹的內容都是基于WIN9x系統的。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，其上層運行用戶應用程序。
Tornado集成了用于VxWorks應用程序開發和調試的各種工具。開發者在主機系統里，利用這個集成環境組織、編寫、編譯和調試應用程序，然后下載到目標機上運行、調試。編譯在主機上完成，測試、調試需要主機目標機協調完成，流程如圖3所示。
2 VxWorks在信號處理子系統中的應用
信號處理子系統采用摩托羅位的COMPACT PCI計算機，它的CPU為PII233MMX。該信號處理子系統的主要任務是通過網絡接收來自主控子系統的數據和命令，傳送給信號處理板；并且還要讀取信號處理板的處理結果，將其通過網絡傳送給主控子系統和顯示子系統。信號處理子系統軟件可分為兩部分：一是驅動程序，負責對信號處理板的初始化、配置和訪問，另外用中斷方式來響應信號處理板；二是網絡通訊程序，負責與主控機握手、接收數據報文和發送數據報文。它的組成如圖4所示，當信號處理板產生數據后，發出一次中斷，中斷服務程序觸發發送進程讀取信號處理板上的數據，然后發送給網絡。網絡通訊程序主要由五個并發的進程組成：poopClient、BDPReceive、intProc20ms、intProcGate和messageHandle。PoopClient進行負責和主控子系統握手，獲取主控機在線信息，以及傳送本子系統在線信息。BDPReceive進程接收網絡數據，然后送給messageHandle進程，經處理后再送到信號處理板上。IntProc20ms和intProcGate進程從信號處理板中讀出數據，然后發送到網絡中去。
STATUS appMain (void)
{
……
/* Connect the ISR */
if (pciIntConnect (INUM_TO_IVEC (INT_NUM_IRQ0 dsp_intLine),(VOIDFUNCPTR)dspISR,0)= =ERROR)
……
/* Create some tasks */
if(taskSpawn("poop",100,0,2048,(FUNCPTR)poopClient,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0) = = ERROR)
……
if (taskSpawn("BDPRecv",80,0,2048,(FUNCPTR)BDPReceive,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0) = = ERROR)
……
if(taskSpawn("intProc20ms",70,0,2048,(FUNCPTR)intProc20ms,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0) = = ERROR)
……
if(taskSpawn("intProcGate",60,0,2048,(FUNCPTR)in
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