Решение задач на тему: Реализация системы управления реального времени в ОС Windows

Введение

В настоящее время компьютеры прочно вошли в нашу жизнь. Сложно найти такой аспект повседневной жизнедеятельности, в которой еще не используется современная вычислительная техника. Не являются исключением и различные научно-исследовательские работы. Так, к нам в руки попало специальное устройство, предназначенное для аналого-цифрового и цифро-аналогого преобразования сигнала на аппаратном уровне. С устройством поставляется специальный драйвер для работы в операционной системе (далее ОС) Windows.

После первых же экспериментов с устройством выяснилось, что работа с ним возможна только на небольших частотах обрабатываемого сигнала. При увеличении частоты наблюдается искажение сигнала связанное с тем, что система не успевает обрабатывать приходящие данные и выдавать данные в ответ. Этот результат можно считать закономерным, учитывая что ОС Windows вообще говоря не является операционной системой реального времени. Однако, сама операционная система содержит в себе набор средств, которые предположительно могут позволить создать систему управления реального времени в ОС Windows.

Оглавление

- 1. Введение

- Конструкторская часть

- Общие принципы

- Програмное обеспечение

- Драйвер режима ядра

- Управляющее приложение

- Приложение для создания нагрузки

- Обратная связь

- Технологическая часть

- Выбор средства разработки

- Организация задержек

- Взаимодействие с драйвером

- Исследовательская часть

- Цели и задачи

- Конфигурация тестового стенда

- Работа на небольших частотах

- Точность изменения задержек

- Точность работы таймера

- Увеличение частоты срабатывания

- Работа параллельно с другими приложениями

- Нагрузка на подсистему GDI

- Работа со страничными отказами

- 5. Заключение

- Приложение 1. Исходный код управляющего потока

- Приложение 2. Исходный код рабочего потока

Заключение

Мы пронаблюдали работу драйвера, предназначенного для реализации системы реального времени, содержащего в себе системный поток, выполняющийся с приоритетом реального времени.

После проведения некоторого количества экспериментов были получены допустимые времена задержек для частоты 1 кГц в "холостом" режиме работы системы и в режиме множественных страничных отказов. Для тестовой системы в первом случае время составило 200 мкс, а во втором 100 мкс.

Теоретический предел для частоты 1 кГц очевидно 1000 мкс, т.е. для полезной обработки данных внешнего устройства могут быть использованы 10-20% процессорного времени.

При соблюдении этих условий на операционной системе Windows может быть реализована система управления реального времени предложенного типа.

Приложение 1

Исходный код управляющего потока

Приложение 2

Исходный код рабочего потока

// имитируем работу

// сбрасываем событие чтобы снова начать его ждать