嵌入式实时操作系统vxworks在惯性导航系统中的应用

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1、第11卷第1期中国惯性技术学报2003年2月文章编号：1005-6734(2003)01-0006-04嵌入式实时操作系统VxWorks在惯性导航系统中的应用王远明，张元平，任明录，章永生，张玉龙（天津航海仪器研究所，天津300131）摘要：详细介绍了嵌入式实时操作系统VxWorks的性能特点，叙述了基于VxWorks操作系统的开发过程和在导航接口机中的应用实例，提出了现行惯导系统软件从汇编语言到OS、高级语言的必要性和可能性，从而在提升软件的可维护性、可测试性和可靠性的同时，充分发挥导航计算机的性能,以适应日益复杂的导航计算要求。关键词：

2、惯性导航系统；嵌入式实时操作系统VxWorks；惯导系统软件；应用中图分类号：U666.1文献标识码：AApplicationofEmbeddedReal-timeOperatingSystem(VxWorks)inINSWANGYuan-ming,ZHANGYuan-ping,RENMing-lu,ZHANGYong-sheng,ZHANGYu-long（TianjinNaviagtionInstrumentResearchInstitute,Tianjin300131,China）Abstract:Thispapergivesapart

3、icularrecommendationofEmbeddedReal-timeOperatingSystem(VxWorks),andintroducesthedevelopmentprocedureunderVxWorksOperatingSystemandtheinstanceofinterfacecomputerinINS.Thepossibilityandrequirementsoftheconversionfromassemblerlanguagetohigherlanguagearepresented.Thereforethep

4、erformanceofPC/104mainboardcanbeimprovedwhilethesoftwarecapabilityofmaintenanceandcredibilityisincreased.Keywords:inertialnavigationsystem(INS);embeddedreal-timeoperatingsystemVxWorks;systemsoftwareofinertialnavigation;application1引言惯性导航系统是集敏感量采集、台体控制、数据解算、人机操控、数据发送等功能为一体的

5、实时控制系统，能为舰船提供航向、姿态和位置等导航信息。惯导控制的核心是嵌入式的计算机系统，它肩负着数据采集、滤波解算、平台控制、导航参数输出及人机对话等功能。现行惯导计算机是以INTEL的嵌入式80486（PC/104）芯片为CPU，软件是利用8086汇编语言基于处理器直接编写的，以INTEL957B监控程序作为控制环，用以调试、控制应用程序。显然，存储器、外围设备等资源的管理都是与应用软件混合在一起的，软件复杂度很不合理，主要有以下弊端：虽然汇编语言的控制灵活，代码效率高，但其固有的可理解性和可移植性差等缺点也为软件的维护、修改和移植工作

6、带来不利的一面；另外，由于PC/104主板为32位处理器，可以实现实时多任务并发处理，因此如果仍然沿用手工编制CPU管理程序，面对复杂的应用就很难发挥出32位CPU的处理能力来开发出高收稿日期：2002-12-13作者简介：王远明（1977—），男，天津航海仪器研究所助工，从事用于惯性导航系统的计算机软件研究。第1期王远明等：嵌入式实时操作系统VxWorks在惯性导航系统中的应用7效可靠的应用系统；再次，现行的8086汇编语言调试手段、测试工具的落后也使系统软件的维护工作效率低下，软件的正确性及稳定性需要经过长时间的实际运行考核；最后，由于

7、技术的发展，更高集成度的新设备层出不穷，这些设备通常是有生产厂商的驱动程序作支持的，显然现行开发方法中无法直接利用这些已有资源。要克服以上的缺点就必须在软件开发的过程中引入嵌入式的实时操作系统，让操作系统来管理存储器、外设、网络栈等与应用程序无关系统资源，从而将程序员解放出来。操作系统实际上是一个计算机系统中硬、软资源的总指挥部。操作系统是软件技术含量最大，附加值最高的部分，是软件技术的核心，是应用软件的运行平台。实时多任务操作系统（RTOS）是嵌入式应用软件的基础和开发平台。RTOS将CPU时间、中断、I/O、定时器等资源都包装起来，留给

8、用户一个标准的API,并根据任务的优先级，合理地在不同的任务之间分配CPU时间。VxWorks嵌入式实时多任务操作系统是现在所有独立于处理器的实时系统中最具特色的操作系统之一，它