VxWorks操作系統(tǒng)和FPGA技術(shù)在顯控系統(tǒng)模擬器中的應(yīng)用.pdf

1、顯控系統(tǒng)模擬器是針對(duì)某雷達(dá)系統(tǒng)而研制的模擬設(shè)備，主要用來(lái)模擬真實(shí)顯控系統(tǒng)，完成雷達(dá)系統(tǒng)各設(shè)備狀態(tài)和數(shù)據(jù)參數(shù)的綜合顯示、與外圍設(shè)備的實(shí)時(shí)通信、人機(jī)交互的控制和管理，從而滿足部隊(duì)模擬訓(xùn)練、熟悉顯控系統(tǒng)操作流程和培養(yǎng)操作手的需求。鑒于接收顯示信息量大、人工操作命令多、實(shí)時(shí)性要求高等特點(diǎn)，本課題采用嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)VxWorks和FPGA技術(shù)作為顯控系統(tǒng)模擬器的解決方案。
　　顯控系統(tǒng)模擬器采用X86架構(gòu)PC104和FPGA接口控制板相

2、結(jié)合的硬件平臺(tái)，通過(guò)VxWorks6.7的板級(jí)支持包pcPentium來(lái)提供對(duì)X86的支持，利用集成開(kāi)發(fā)環(huán)境WorkBench3.1對(duì)PC104應(yīng)用軟件進(jìn)行開(kāi)發(fā)。FPGA接口控制板是以NiosII軟核CPU為核心實(shí)現(xiàn)接口控制功能的，通過(guò)片上可編程系統(tǒng)生成器SOPCBuilder生成NiosII軟核CPU及其外圍接口設(shè)備，在NiosIIIDE下開(kāi)發(fā)軟核應(yīng)用程序。
　　顯控系統(tǒng)模擬器軟件設(shè)計(jì)主要由基于VxWorks6.7的多任務(wù)程序設(shè)

3、計(jì)和基于NiosII的面向過(guò)程的程序設(shè)計(jì)組成。由于之前對(duì)VxWorks圖形模式的應(yīng)用多停留在媒體庫(kù)3.0版本，與本課題采用的媒體庫(kù)5.2版本相比有很大的不同，除了圖形模式初始化和事件響應(yīng)處理等SDK函數(shù)發(fā)生改變之外，媒體庫(kù)組件在工程中的添加和配置方法等也存在很多差異。本課題通過(guò)程序代碼和開(kāi)發(fā)流程，闡述了如何在VxWorks6.x下實(shí)現(xiàn)媒體庫(kù)的應(yīng)用。
　　本文首先介紹了用于實(shí)現(xiàn)顯控系統(tǒng)模擬器的核心技術(shù)VxWorks和FPGA的國(guó)內(nèi)外

4、研究現(xiàn)狀。然后結(jié)合課題中的相關(guān)應(yīng)用介紹了VxWorks內(nèi)核、主要組件及其開(kāi)發(fā)環(huán)境、FPGA和NiosII的開(kāi)發(fā)技術(shù)。在此基礎(chǔ)上，論述了顯控系統(tǒng)模擬器的設(shè)計(jì)方法與實(shí)現(xiàn)流程，提出了軟、硬件總體設(shè)計(jì)方案，重點(diǎn)對(duì)VxWorks、NiosII軟件模塊和FPGA功能模塊進(jìn)行了說(shuō)明。接著介紹了如何借助EDA測(cè)試工具對(duì)嵌入式軟件進(jìn)行觀測(cè)的方法，并對(duì)測(cè)試數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。最后，通過(guò)系統(tǒng)測(cè)試結(jié)果驗(yàn)證了顯控系統(tǒng)模擬器設(shè)計(jì)的正確性。
　　本課題充分運(yùn)用了Vx

5、Works多任務(wù)、強(qiáng)實(shí)時(shí)性的特點(diǎn)，利用內(nèi)核任務(wù)調(diào)度、管理和任務(wù)間通信功能實(shí)現(xiàn)了顯控系統(tǒng)模擬器軟件的多任務(wù)處理機(jī)制，并通過(guò)看門狗定時(shí)器和網(wǎng)絡(luò)套接字組件實(shí)現(xiàn)了實(shí)時(shí)網(wǎng)絡(luò)通信功能。本課題基于VxWorks6.7媒體庫(kù)組件WindML5.2，開(kāi)發(fā)出了綜合顯示圖形界面，解決了5.x版本圖形界面開(kāi)發(fā)向6.x版本移植的問(wèn)題。借助NiosII系統(tǒng)和FPGA豐富的I/O管腳及其靈活配置的特性，實(shí)現(xiàn)了對(duì)操控部件的事件響應(yīng)和顯控系統(tǒng)模擬器內(nèi)部通信功能。另外，N