基于INtime的雷達實(shí)時(shí)操控顯示終端設計

摘要：為了兼顧雷達操控顯示終端的實(shí)時(shí)性能和強勁的圖形顯示能力，提出了基于INtime實(shí)時(shí)擴展的雷達實(shí)時(shí)操控顯示終端設計方案。通過(guò)INtime實(shí)時(shí)進(jìn)程完成雷達實(shí)時(shí)控制、數據處理等實(shí)時(shí)任務(wù)，通過(guò)Windows進(jìn)程完成雷達數據等的快速顯示，利用INtime的共享內存和信號量機制實(shí)現兩進(jìn)程之間的通信。經(jīng)過(guò)測試仿真及與雷達實(shí)裝的現場(chǎng)運行，獲得了良好的效果，驗證了該方案的適用性。

0 引言
雷達操控顯示終端作為雷達系統的重要組成部分，用于雷達空情目標顯示、數字原始視頻顯示、雷達控制、系統監測等，隨著(zhù)計算機性能的提高和多功能需求的日益增強，將雷達的實(shí)時(shí)控制、數據處理等實(shí)時(shí)應用集成在雷達的操控顯示終端中已日益成為趨勢，用戶(hù)的界面審美需求也對終端的圖形加速、多媒體以及三維場(chǎng)景的顯示性能提出更高的要求。目前，國內外的雷達操控顯示終端產(chǎn)品很難同時(shí)滿(mǎn)足上述要求。通常實(shí)時(shí)操作系統為保證其實(shí)時(shí)性，對圖形的支持能力都較弱，一般只支持簡(jiǎn)單的圖形顯示，目前尚沒(méi)有一款獨立的操作系統能夠既滿(mǎn)足實(shí)時(shí)性要求，又為用戶(hù)提供強有力的圖形處理支持。
為了兼顧雷達操控顯示終端的實(shí)時(shí)性能和強勁的圖形顯示能力，本文提出了一種在嵌入式Window XP(XPE)中基于INtime實(shí)時(shí)操作系統的雷達實(shí)時(shí)操控顯示終端設計方案。終端采用通用PC硬件平臺，利用實(shí)時(shí)多任務(wù)操作系統INtime的實(shí)時(shí)性完成雷達系統的實(shí)時(shí)控制和數據處理任務(wù)，同時(shí)充分利用Windows操作系統強大的圖形界面功能，實(shí)現雷達目標、狀態(tài)、原始視頻、電子地圖等顯示功能。

1 INtime實(shí)時(shí)操作系統介紹
INtime是TenAsys公司為滿(mǎn)足Windows平臺上硬實(shí)時(shí)系統嚴格的響應時(shí)間要求而開(kāi)發(fā)的一個(gè)實(shí)時(shí)子系統，其系統結構體系如圖1所示。

INtime實(shí)時(shí)系統在計算機啟動(dòng)加載Windows操作系統時(shí)同時(shí)被加載，共享相同的CPU和中斷硬件，但在其他方面相互獨立。當實(shí)時(shí)活動(dòng)必須發(fā)生時(shí)，計算機上下文將切換到該實(shí)時(shí)操作系統，這些活動(dòng)完成后，計算機上下文將切換回Windows操作系統。實(shí)時(shí)進(jìn)程運行在INtime內核上，非實(shí)時(shí)進(jìn)程運行在Windows內核上。INtime為Windows進(jìn)程提供了擴展函數庫(NTX API)，使Windows進(jìn)程能夠共享在實(shí)時(shí)內核上創(chuàng )建的對象，從而實(shí)現Windows進(jìn)程和INtime進(jìn)程之間的數據共享和同步。
INtime內核提供了一個(gè)基于優(yōu)先級的搶先式多任務(wù)調度系統，可支持256個(gè)線(xiàn)程優(yōu)先級，優(yōu)先級高的線(xiàn)程優(yōu)先調度執行，同一優(yōu)先級的線(xiàn)程采用時(shí)間片輪轉調度算法。通過(guò)對線(xiàn)程賦予不同的優(yōu)先級，嚴格保證各個(gè)任務(wù)的先后執行次序。在進(jìn)程通信和同步方面。INtime通過(guò)共享內存與Windows進(jìn)程進(jìn)行數據交換，通過(guò)信號量進(jìn)行進(jìn)程的同步控制。INtime內核提供了高精度的系統計時(shí)器，最高精度達100μs，可滿(mǎn)足大多數要求苛刻的應用程序的實(shí)時(shí)性要求。INtime支持多處理器系統，可以劃分出一個(gè)處理器為INtime操作系統及其實(shí)時(shí)進(jìn)程專(zhuān)用，提高了系統的可靠性。INtime還提供了與Windows環(huán)境兼容的實(shí)時(shí)編程接口，支持Win32的API，實(shí)現了一套實(shí)時(shí)擴展函數，通過(guò)VC++編譯環(huán)境開(kāi)發(fā)，具備良好的實(shí)時(shí)調試器。