基于X86架构下Xenomai的EtherCAT主站设计和实时性优化方案的实现 被引量：1

1

作者 胡旭 张力平 +2 位作者 李征 冯建华 郭梦宇 《工业控制计算机》 2025年第2期1-3,6,共4页

目前国内关于EtherC AT主站的研究较少,且用开源协议栈搭建的方式多基于ARM架构的嵌入式设备。在ARM架构的硬件系统上,由于硬件本身的性能限制,应用软件的功能通常无法得到充分发挥。因此,在基于X86架构的基础上,搭载Linux操作系统,主... 目前国内关于EtherC AT主站的研究较少,且用开源协议栈搭建的方式多基于ARM架构的嵌入式设备。在ARM架构的硬件系统上,由于硬件本身的性能限制,应用软件的功能通常无法得到充分发挥。因此,在基于X86架构的基础上,搭载Linux操作系统,主站采用IgHEtherCAT Master开源软件设计应用程序,结合实时扩展补丁Xenomai,设计实时性稳定的EtherCAT主站并提出基于内核的实时性优化方案。设定应用层通信周期为1 ms,利用压力测试工具模拟高负载工况下主站与从站的通信实时性。测试表明:最大抖动量从24 ms左右优化到50μs之内,实现了ms级到μs级的优化效果,抖动量均值从12.5μs改进到1μs内,满足工业控制任务对高性能、高实时性的要求。 展开更多

关键词 ETHERCAT 实时性 优化 xenomai

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基于Xenomai的实时嵌入式Linux操作系统的构建 被引量：21

2

作者 韩守谦 裴海龙 王清阳 《计算机工程与设计》 CSCD 北大核心 2011年第1期96-98,102,共4页

为了便于在ARM平台构建嵌入式实时Linux操作系统,设计了一种简单高效的实时化Linux方案。采用ARMXScale系列中的PXA270作为硬件平台,利用Xenomai实时化方案改造标准Linux内核,构建基于Xenomai的实时嵌入式操作系统,并设计实验测试系统... 为了便于在ARM平台构建嵌入式实时Linux操作系统,设计了一种简单高效的实时化Linux方案。采用ARMXScale系列中的PXA270作为硬件平台,利用Xenomai实时化方案改造标准Linux内核,构建基于Xenomai的实时嵌入式操作系统,并设计实验测试系统用户态程序与内核态程序的实时性指标。实验结果表明,基于Xenomai的实时嵌入式Linux操作系统具有良好的用户态实时性和优秀的内核态实时性,可分别用于实时性要求不高的软实时任务和实时性要求很高的硬实时任务。 展开更多

关键词 ARM PXA270 xenomai 实时LINUX 嵌入式

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基于Xenomai的实时Linux系统的研究 被引量：10

3

作者 苏宇 张涛 孙黎 《计算机技术与发展》 2013年第10期1-5,共5页

针对标准Linux操作系统实时性不好的问题,提出一种更加注重用户态的实时性且兼容多种流行实时操作系统的实时化方案,即利用Xenomai实时补丁改造标准Linux内核的实时化方案,并基于工控PC机,搭建了基于Xenomai实时补丁的实时Linux系统,并... 针对标准Linux操作系统实时性不好的问题,提出一种更加注重用户态的实时性且兼容多种流行实时操作系统的实时化方案,即利用Xenomai实时补丁改造标准Linux内核的实时化方案,并基于工控PC机,搭建了基于Xenomai实时补丁的实时Linux系统,并对其实时性进行了测试。测试结果表明,实时化后的操作系统具有良好的用户态、内核态以及定时器中断响应下的实时性,中断处理的最大延迟时间减小到令人满意的几十微秒级数量级,可以用于对实时性要求较高的强实时应用领域。 展开更多

关键词 实时 LINUX 中断延迟 xenomai

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Xenomai平台下基于以太网的实时通信方案 被引量：3

4

作者 陈进朝 杜承烈 黄俊江 《计算机工程》 CAS CSCD 2012年第10期86-88,91,共4页

分析Xenomai平台下实时通信的要求,提出一种基于以太网的实时通信解决方案。将以太网网卡驱动从Linux内核迁移至Xenomai实时内核,采用时分多址的介质访问控制机制,对各个节点的数据帧发送时刻进行控制,利用多路分解方法解决线程和数据... 分析Xenomai平台下实时通信的要求,提出一种基于以太网的实时通信解决方案。将以太网网卡驱动从Linux内核迁移至Xenomai实时内核,采用时分多址的介质访问控制机制,对各个节点的数据帧发送时刻进行控制,利用多路分解方法解决线程和数据包的优先级倒置问题,采用零拷贝技术减少数据包穿越协议栈时的复制次数。实验结果表明,该方案能实现Xenomai平台下任务间的实时网络通信。 展开更多

关键词 xenomai平台 实时通信 实时任务 以太网 多路分解

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基于Xenomai的嵌入式数控系统实时性研究 被引量：6

5

作者 曹玉华 游有鹏 《制造技术与机床》 CSCD 北大核心 2011年第6期51-55,共5页

针对现有Linux系统实时性不足的特点,分析了实时性改造原理,采用了Linux+Xenomai构架的实时性改造方案,并根据系统任务实时性强弱规划了系统软件模块;最后,完成了对系统实时性能的实际测量。结果表明,此构架完全可以满足嵌入式数控系统... 针对现有Linux系统实时性不足的特点,分析了实时性改造原理,采用了Linux+Xenomai构架的实时性改造方案,并根据系统任务实时性强弱规划了系统软件模块;最后,完成了对系统实时性能的实际测量。结果表明,此构架完全可以满足嵌入式数控系统的实时性要求。 展开更多

关键词 数控技术 嵌入式LINUX xenomai 实时性

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基于Linux和Xenomai的实时测控系统 被引量：2

6

作者 晏来成 郑力新 《计算机测量与控制》 CSCD 北大核心 2009年第4期657-659,671,共4页

如果能够提供一种将基于传统实时操作系统开发的应用程序透明地移植到Linux上的解决方案,那么Linux在实时领域的应用就会更加广泛;Xenomai就是为解决这个问题而发起的一个开源项目,相比于同类方案中RTLinux和RTAI,Xenomai的特点是专注... 如果能够提供一种将基于传统实时操作系统开发的应用程序透明地移植到Linux上的解决方案,那么Linux在实时领域的应用就会更加广泛;Xenomai就是为解决这个问题而发起的一个开源项目,相比于同类方案中RTLinux和RTAI,Xenomai的特点是专注于用户态下的实时性,同时提供与多种流行商业RTOS兼容的接口,这样在其之上构建的实时程序的稳定性和可移植性有了较大的提高;文中介绍了Xenomai的主体功能,分析了其底层实现思想,构建了一套基于Linux和Xenomai的实时测控系统,并对该系统进行了实时性测试,结果表明Xenomai能够胜任硬实时测控系统的需求。 展开更多

关键词 实时 LINUX xenomai

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基于Xenomai的Linux实时性研究与实现 被引量：1

7

作者 龚发云 陈刘洋 汤亮 《机床与液压》 北大核心 2013年第22期130-132,118,共4页

由于工业上对嵌入式系统的实时性要求越来越高,针对Linux的实时性不足进行分析,提出基于Xenomai的双内核解决方案。介绍了Xenomai的基本架构和ADEOS的基本原理,并构建了Xenomai/Linux的运行环境。实验结果表明:基于Xenomai的Linux系统... 由于工业上对嵌入式系统的实时性要求越来越高,针对Linux的实时性不足进行分析,提出基于Xenomai的双内核解决方案。介绍了Xenomai的基本架构和ADEOS的基本原理,并构建了Xenomai/Linux的运行环境。实验结果表明:基于Xenomai的Linux系统实时性得到了显著提高,能够完成工业中的硬实时性任务。 展开更多

关键词 LINUX xenomai 嵌入式系统 实时性

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基于Xenomai的实时Linux分析与研究 被引量：6

8

作者 王荣 游有鹏 张少坤 《单片机与嵌入式系统应用》 2009年第2期9-11,共3页

Linux操作系统具有开源、稳定和支持多平台的特点,非常适合于嵌入式系统开发。本文分析了Linux在硬实时方面的不足,详细介绍了Linux的一种硬实时解决方案——Xenomai。分析了Xenomai的Adeos构架基础;借助S3C2410平台的Xenomai实现,说明... Linux操作系统具有开源、稳定和支持多平台的特点,非常适合于嵌入式系统开发。本文分析了Linux在硬实时方面的不足,详细介绍了Linux的一种硬实时解决方案——Xenomai。分析了Xenomai的Adeos构架基础;借助S3C2410平台的Xenomai实现,说明了其用户层实时实现的关键;还介绍了Xenomai支持多种RTOS的API构架和用户层实时程序实例。 展开更多

关键词 实时操作系统 LINUX xenomai ADEOS API

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基于Xenomai及RTnet的PMU数据集中器的实现方案 被引量：2

9

作者 宋康 商巍 任振兴 《电脑知识与技术（过刊）》 2013年第3X期1975-1979,共5页

PMU(相量测量装置)数据集中器是电力系统实时动态监测系统的重要组成部分,为电力系统的安全稳定运行提供全面的数据信息采集、整理、分析功能,极大提高电力系统的监控水平和稳定运行水平。该文分析了数据集中器的功能特点,阐述了实施基... PMU(相量测量装置)数据集中器是电力系统实时动态监测系统的重要组成部分,为电力系统的安全稳定运行提供全面的数据信息采集、整理、分析功能,极大提高电力系统的监控水平和稳定运行水平。该文分析了数据集中器的功能特点,阐述了实施基于Xenomai及Rtnet的Linux扩展技术在PMU数据集中器中的研究,提出了基于Xenomai及Rtnet的数据集中器的实现方案。 展开更多

关键词 PMU 数据集中器 实时操作系统 xenomai RTNET

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基于Xenomai的嵌入式Linux数控系统平台研究 被引量：3

10

作者 赵明印 黄道平 刘少君 《测控技术》 CSCD 北大核心 2013年第8期119-122,共4页

介绍了数控系统软硬件结构和控制器组成,提出嵌入式Linux在数控系统中应用,针对嵌入式Linux实时性不足的特点,提出Xenomai实时解决方案。详细介绍了系统平台的搭建及实时性测试,测试结果显示该平台有很好的用户态实时性和优秀的内核态... 介绍了数控系统软硬件结构和控制器组成,提出嵌入式Linux在数控系统中应用,针对嵌入式Linux实时性不足的特点,提出Xenomai实时解决方案。详细介绍了系统平台的搭建及实时性测试,测试结果显示该平台有很好的用户态实时性和优秀的内核态实时性,满足数控系统的实时性需要。该平台已应用在做实际数控系统中。 展开更多

关键词 数控系统 嵌入式 LINUX xenomai 实时性

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Xenomail实时Linux在嵌入式数控系统中的应用

11

作者 李光炀 《机电技术》 2012年第2期9-12,共4页

针对嵌入式数控系统在应用上的实时性能的需求,将Xenomai应用到嵌入式数控系统平台,使嵌入式数控系统中的Linux拥有实时微内核,并以此为基础,在Xenomai域规划数控系统的实时任务模块。最后通过对Xenomai的任务响应延时测试,测试结果表明... 针对嵌入式数控系统在应用上的实时性能的需求,将Xenomai应用到嵌入式数控系统平台,使嵌入式数控系统中的Linux拥有实时微内核,并以此为基础,在Xenomai域规划数控系统的实时任务模块。最后通过对Xenomai的任务响应延时测试,测试结果表明Xenomai的任务响应时间在130μs以内,在内核态的实时性表现更为出色且小于73μs,能很好的满足数控系统的实时控制需求。 展开更多

关键词 嵌入式数控系统 xenomai 实时LINUX

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基于Xenomai的Linux数控系统实时性改造研究 被引量：3

12

作者 谢文彬 殷红梅 张钦 《机械工程与自动化》 2018年第6期82-84,87,共4页

针对标准Linux实时性不足的问题,结合数控系统的实时性要求,提出了基于Xenomai的Linux系统实时性改造方案,完成基于Xenomai的Linux域设计。进行实时化内核的移植,借助s3c2410芯片创建实时系统,最后进行了实时任务调度延迟测试、内核定... 针对标准Linux实时性不足的问题,结合数控系统的实时性要求,提出了基于Xenomai的Linux系统实时性改造方案,完成基于Xenomai的Linux域设计。进行实时化内核的移植,借助s3c2410芯片创建实时系统,最后进行了实时任务调度延迟测试、内核定时器中断延迟测试。实时性能指标测试验证了基于Xenomai的Linux实时性改造方案在数控系统中的可行性。 展开更多

关键词 嵌入式数控系统 LINUX xenomai 性能测试

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基于Xenomai/RTnet的Linux系统实时性分析 被引量：1

13

作者 绳鹏 石春 +1 位作者 吴刚 秦琳琳 《仪表技术》 2022年第5期43-48,共6页

Linux系统高速发展,逐渐被运用到智能网联汽车等领域,但是GNU/Linux的实时性不足和通信延迟不可控,限制了其在实时环境中的运用。对比分析了目前Linux系统主流的实时性改进方法,提出了基于Xenomai/Linux的实时操作系统和基于RTnet协议... Linux系统高速发展,逐渐被运用到智能网联汽车等领域,但是GNU/Linux的实时性不足和通信延迟不可控,限制了其在实时环境中的运用。对比分析了目前Linux系统主流的实时性改进方法,提出了基于Xenomai/Linux的实时操作系统和基于RTnet协议栈的实时网络系统的方案,采用了对数正态分布模型研究该方案的实时性与稳定性。分析结果表明,该方案的任务响应延迟与网络传输时延可以用对数正态分布模型精确表示,且具有良好的实时性与稳定性,可以有效提升Linux系统的硬实时性。 展开更多

关键词 LINUX xenomai RTNET 实时性 对数正态分布

原文传递

基于Xenomai的嵌入式软PLC运行系统研究与实现 被引量：6

14

作者 谭伯龙 马旭东 《工业控制计算机》 2015年第5期13-15,18,共4页

在Cortex-A8嵌入式硬件平台上,设计实现了基于Xenomai实时操作系统的嵌入式软PLC运行系统。运行系统采用寄存器式虚拟机设计方案,运行系统可以加载并执行编程系统生成的软PLC目标文件,实现相应的控制功能。

关键词 软PLC IEC61131-3 xenomai 寄存器式虚拟机

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基于Xenomai的EtherCAT总线数控系统的设计 被引量：1

15

作者 周永洪 邓蔼仙 +2 位作者 郭灿彬 蔡伯阶 赵汝焕 《现代制造技术与装备》 2017年第8期74-74,76,共2页

文章首先从数控系统总体设计方案、硬软件组成进行介绍,然后针对引入Ether CAT的数控系统的实现,提出了一种基于Xenomai实时操作系统的改造及基于PC控制的可行系统方案,构建了基于Linux+Xenomai+Ether CAT的总线数控系统,并详细分析了... 文章首先从数控系统总体设计方案、硬软件组成进行介绍,然后针对引入Ether CAT的数控系统的实现,提出了一种基于Xenomai实时操作系统的改造及基于PC控制的可行系统方案,构建了基于Linux+Xenomai+Ether CAT的总线数控系统,并详细分析了数控系统核心的插补与位置控制数据结构。 展开更多

关键词 数控系统 xenomai实时操作系统 EtherCAT总线 NCK 主站

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基于Xenomai的Linux嵌入式系统在轨道交通客运车辆电气控制平台中的应用 被引量：6

16

作者 冯建 方鹏 王伟 《控制与信息技术》 2018年第2期11-14,19,共5页

轨道交通客运车辆的电气控制平台是微机化电气屏柜中的智能化控制单元,通过核心控制模块中的嵌入式操作系统完成电气逻辑控制和多种智能监测保护功能。文章通过对Linux与Vx Works这两种主流嵌入式系统的实时性、功能性、性价比和开发资... 轨道交通客运车辆的电气控制平台是微机化电气屏柜中的智能化控制单元,通过核心控制模块中的嵌入式操作系统完成电气逻辑控制和多种智能监测保护功能。文章通过对Linux与Vx Works这两种主流嵌入式系统的实时性、功能性、性价比和开发资源等方面进行对比分析,设计了一种基于Xenomai微内核移植的实时Linux嵌入式操作系统。该系统既具备Linux的多任务处理能力、丰富的网络制式通信、成熟可靠的图形处理与电能质量监测分析算法,又可实现微秒级的系统任务调度,对轨道交通客运车辆微机化电气屏柜的工程化应用具有重要意义。 展开更多

关键词 xenomai Linux 客车电气控制平台 实时性 逻辑控制 智能监测

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基于Xenomai的嵌入式数控系统实时性实现探究 被引量：5

17

作者 蒋旭辉 《电子测试》 2019年第16期68-69,102,共3页

随着电子技术和自动化产业的迅速发展,嵌入式技术已被广泛应用到数控系统中,在众多嵌入式数控系统中,Linux由于具有模块化设计且能支持多种硬件平台,加上源码开放,优势明显,应用越来越广泛。但同时由于Linux属于分时操作系统、频繁关中... 随着电子技术和自动化产业的迅速发展,嵌入式技术已被广泛应用到数控系统中,在众多嵌入式数控系统中,Linux由于具有模块化设计且能支持多种硬件平台,加上源码开放,优势明显,应用越来越广泛。但同时由于Linux属于分时操作系统、频繁关中断、实时性不足,为了能使Linux在实时环境中得到应用,提出其实时性改造的必要性,使其满足实时要求。基于此,本文结合自身工作实践,采用了Linux+Xenomai构架的实时性改造方案,并分析了系统平台的搭建,实时性测试结果表明,此改造完全可以满足嵌入式数控系统的实时性要求。 展开更多

关键词 数控系统 嵌入式 LINUX xenomai 实时性

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基于Xenomai/Linux实时调度算法研究

18

作者 王兵 刘晓江 +1 位作者 王波 徐旭东 《数字技术与应用》 2014年第11期139-139,共1页

针对Xenomai\Linux双内核实时操作系统实时调度的单一性,在Xenomai原有的实时调度机制上增加了RM和EDF调度器。经过实验测试表明:新的调度机制增强了系统的灵活性。

关键词 xenomai/Linux 实时调度 调度器

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基于Xenomai的EtherCAT主站开发与实时性优化 被引量：7

19

作者 邱昌华 郭永杰 +1 位作者 李宗坡 贺加乐 《自动化应用》 2021年第12期82-86,共5页

目前通过构造Linux实时系统,搭建EtherCAT主站的方法,没有考虑到实际运行环境的复杂性,存在实时性稳定差等问题,针对该问题,提出了一种通过优化Linux内核配置的方法,该方案选用基于X86的工控机作为作为Linux开发平台,在平台上运行安装了... 目前通过构造Linux实时系统,搭建EtherCAT主站的方法,没有考虑到实际运行环境的复杂性,存在实时性稳定差等问题,针对该问题,提出了一种通过优化Linux内核配置的方法,该方案选用基于X86的工控机作为作为Linux开发平台,在平台上运行安装了Xenomai实时拓展的Linux操作系统,通过优化Linux内核配置,对Xenomai实时内核进行优化,然后在Linux系统上构建IgH EtherCAT Master开源框架,并在IgH框架的基础上设计应用层程序并构建EtherCAT主站,最后对系统进行了测试。测试结果表明,优化后的EtherCAT主站实时性、稳定性较优化前有了较大提升,Linux系统实时性有ns级的水准,EtherCAT主站抖动在us级别,可以达到工业控制系统对实时性的要求。 展开更多

关键词 工业以太网 ETHERCAT xenomai 实时性 IGH

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IgH EtherCAT主站控制器设计 被引量：1

20

作者 刘溯奇 许桂强 +4 位作者 伍培霖 黄泽清 樊毅 马华镕 黄志玮 《机床与液压》 北大核心 2024年第24期91-95,共5页

机器人制造商采用各自控制器软硬件框架,源码不公开,导致机器人控制器的二次开发困难。针对此问题,利用IgH框架开发一款具有开放性、可移植性以及高扩展性的EtherCAT主站控制器。设计Linux与Xenomai双核实时系统与IgH EtherCAT主站相结... 机器人制造商采用各自控制器软硬件框架,源码不公开,导致机器人控制器的二次开发困难。针对此问题,利用IgH框架开发一款具有开放性、可移植性以及高扩展性的EtherCAT主站控制器。设计Linux与Xenomai双核实时系统与IgH EtherCAT主站相结合的主站软件方案,采用Xenomai升级Linux系统内核的实时性,对IgH EtherCAT主站进行移植;开展IgH EtherCAT通信流程分析,编写IgH EtherCAT主站与从站的通信应用程序;最后,利用上位机、禾川伺服设备搭建机械臂测试平台,对IgH EtherCAT主站控制器控制机械臂运动进行测试。实验结果表明:该主站控制器具备良好的实时性和稳定性,在1 ms的通信周期下,实现了主从站EtherCAT通信,从而实现了从站电机运动控制,为基于MoveIt开源框架下机械臂控制系统开发提供了主从站通信基础。 展开更多

关键词 IgH EtherCAT xenomai 主站控制器 实时性 机械臂

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