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基于VxWorks的信息传输管理平台开发

作　者: 高志良
导　师: 孙震
学　校: 哈尔滨工业大学
专　业: 仪器科学与技术
关键词: 虚拟试验信息传输管理平台 VxWorks 哈希表实时性
分类号: TP311.52
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 31次
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内容摘要

随着虚拟试验系统在分布式仿真领域越来越多的应用,对仿真节点之间数据交互和整个试验系统的实时性提出了更高的要求。在基于HIT-GPTA的虚拟试验系统中,信息传输管理平台负责实时信息交换与整个系统管理,是提高试验系统运行实时性的关键。本课题的目的是开发基于VxWorks操作系统的信息传输管理平台,保障信息传输管理平台软件运行和数据处理的实时性,减小网络传输延迟,为各参试成员提供高性能、低延迟、实时通信服务,并且对提高整个虚拟试验系统的实时性具有重要意义。本文介绍了现有信息传输管理平台的管理功能和实现机制,根据功能与性能开发需求,提出VxWorks操作系统下实时性软件开发和数据处理中哈希查找表应用的实时性保障方案。在完成VxWorks交叉开发环境硬件平台配置基础上,分析信息传输管理平台内部命令的数据流图和软件结构,在VxWorks操作系统下进行任务划分和任务优先级设置,采用基于缓冲队列的通信模式实现网络命令排队,选择信号量和共享内存作为任务间高速通信方式,拆分中断服务程序进行中断处理的性能优化,从而保障软件运行的实时性;采用哈希表存储本地关键表信息,完成试验系统成员管理和交互资源管理功能,提高数据查找、插入和删除等操作效率,从而保障信息传输管理平台数据处理的实时性;利用WindML组件实现中西文混合显示,挂接键盘响应函数,实现用户界面的显示刷新和运行控制。本文采用Tornado 2.2集成开发环境完成了VxWorks功能软件和用户界面开发,在虚拟试验系统中完成了软件测试,测试结果表明信息传输管理平台运行稳定,功能完善,提高了信息传输管理平台在数据处理和网络传输两方面的实时性能,满足开发需求。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-9
第1章绪论  9-13
  1.1 课题背景  9-10
  1.2 课题的目的和意义  10
  1.3 国内外研究现状及分析  10-12
  1.4 主要研究内容  12-13
第2章总体方案设计  13-23
  2.1 功能与性能需求  13-18
    2.1.1 虚拟试验系统概述  13-15
    2.1.2 信息传输管理平台功能需求分析  15
    2.1.3 现有信息传输管理平台实现机制分析  15-18
    2.1.4 信息传输管理平台开发需求  18
  2.2 信息传输管理平台总体方案  18-22
    2.2.1 VxWorks下实时性软件开发  19-21
    2.2.2 哈希查找表的数据存储设计  21-22
  2.3 本章小结  22-23
第3章硬件平台配置  23-33
  3.1 VxWorks开发环境配置  23-25
    3.1.1 交叉开发模式  23-24
    3.1.2 开发环境搭建  24
    3.1.3 主机配置  24-25
    3.1.4 目标机配置  25
  3.2 板级支持包配置  25-30
    3.2.1 板级支持包功能  25-26
    3.2.2 板级支持包基本配置  26-27
    3.2.3 引导行与bootrom分离  27-28
    3.2.4 双网卡通信配置  28-30
  3.3 系统时间同步配置  30-32
    3.3.1 BIOS时钟获取  30-31
    3.3.2 系统时间同步  31
    3.3.3 系统时间获取  31-32
  3.4 本章小结  32-33
第4章软件设计与实现  33-54
  4.1 软件结构设计  33-35
  4.2 任务划分与优先级设置  35-36
  4.3 基于缓冲队列的命令排队机制  36-41
    4.3.1 缓冲队列通信模式介绍  36-37
    4.3.2 TCP/UDP服务器设计  37-40
    4.3.3 缓冲队列实现与应用  40-41
  4.4 任务间高速通信方式  41-44
    4.4.1 信号量  41-43
    4.4.2 共享内存  43-44
  4.5 中断服务程序优化  44-45
    4.5.1 VxWorks中断处理过程  44-45
    4.5.2 中断服务程序拆分优化  45
  4.6 高效哈希表的数据处理应用  45-49
    4.6.1 关键表的哈希表构建  45-47
    4.6.2 哈希表查找效率分析  47-48
    4.6.3 VxWorks下哈希表应用  48-49
  4.7 用户界面设计与实现  49-53
    4.7.1 WindML图形界面开发  49
    4.7.2 中西文混合显示实现  49-50
    4.7.3 键盘输入响应实现  50-52
    4.7.4 界面运行控制实现  52-53
  4.8 本章小结  53-54
第5章软件测试  54-65
  5.1 单元测试  54-57
    5.1.1 服务器测试  54-55
    5.1.2 缓冲队列测试  55
    5.1.3 哈希表测试  55-56
    5.1.4 用户界面测试  56-57
  5.2 系统测试  57-59
    5.2.1 系统测试环境  57
    5.2.2 测试流程与结果  57-59
  5.3 比较测试  59-64
    5.3.1 数据处理比较  59-61
    5.3.2 网络延迟比较  61-64
  5.4 测试结论  64
  5.5 本章小结  64-65
结论  65-66
参考文献  66-70
攻读学位期间发表的学术论文  70-72
致谢  72

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