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激光打标机微秒级精确实时

2020-3-9 18:10:18

2 微秒级精确实时

 

为了避免在打标过程中出现过烧点,本章讨论在在 Windows98 下实现微秒级精确定时的过程。在 Windows98 环境下,利用函数_outpd,在保护模式下的程序通过操作系统可以直接向特定 I/O 端口写入数据,或者是利用 VxD 程序,也可以达到相同的目的。写一个 16 位数据时必须分两步完成,先写低 8 位数据,再写高 8 位数据, 如要将一个数据 0xff00 写入,举例如下(假设 io 是已经初始化了的 I/O 操作变量):

_outpd(io,0x00); //0xff00 的低 8 位数据

_outpd(io+1,0xff); //0xff00 的高 8 位数据

因此,写数据的过程在软件中极易控制与实现,但数据输出模块需要实现短达10 微秒的实时控制精度,由于是采用纯软件控制打标过程,因此该模块对于操作系统的实时性要求很高。假如延时不准确,打标时就会出现过烧点,而且在打标的起点、终点等位置很容易出现轮廓失真,严重影响打标质量。因此, Windows98 环境下微秒级精确实时[31]的实现过程是本论文的研究重点。

5.实时操作系统

 

实时操作系统(Real Time Operating System,RTOS)是保证在一定时间限制内完成特定功能的操作系统。实时操作系统贵在实时,要求在规定的时间内完成某种操作,主要用在工业控制中。通常,实时操作系统必须有以下特征:多任务、有线程优先级、多种中断级别。

实时系统对逻辑和时序的要求非常严格,如果逻辑和时序出现偏差将会引起严重后果。实时系统有两种类型:软实时系统和硬实时系统。软实时系统仅要求事件响应是实时的,并不要求限定某一任务必须在多长时间内完成;而在硬实时系统中, 不仅要求任务响应要实时,而且要求在规定的时间内完成事件的处理。通常,大多数实时系统是两者的结合。一些实时操作系统是为特定的应用设计的,另一些是通用的。但某种程度上,大部分通用目的的操作系统,如微软的 Windows NT/98 IBM



OS/390 有实时系统的特征。这就是说,即使一个操作系统不是严格的实时系统, 它们也能解决一部分实时应用问题。

下面说明三类比较典型的操作系统对实时性的支持:

独占式操作系统。系统在同一时刻只执行一个任务, 所有的软硬件资源都被当前任务独占,这种操作系统的实时性是最好的。

抢占式操作系统。操作系统的内核是抢占式的,支持丰富的进程线程的优先级别,同时拥有精确的调度机制。这种操作系统的实时性支持是非常优秀的。

非抢占式操作系统。操作系统对任务的执行往往采用轮询的方式,系统支持的优先级匾乏,而且对线程的调度也不可预测。


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