利用多線程實現(xiàn)基于ARM的嵌入式網(wǎng)絡

為了研究真實網(wǎng)絡對控制系統(tǒng)的影響，方便網(wǎng)絡控制系統(tǒng)的研究人員進行網(wǎng)絡
控制課題的研究，有必要建立網(wǎng)絡控制系統(tǒng)的仿真系統(tǒng);ARM 嵌入式處理器是目前被公
認為業(yè)界領先的32 位嵌入式RISC 微處理器,在網(wǎng)絡設備，工業(yè)控制等領域得到日益廣
泛的應用。本文介紹了一種基于ARM 的網(wǎng)絡控制系統(tǒng)仿真系統(tǒng)，利用該系統(tǒng)可以對基
于TCP/IP 的嵌入式網(wǎng)絡控制系統(tǒng)進行仿真。該系統(tǒng)在S3C4530 處理器上移植了uClinux
操作系統(tǒng)，并在此基礎上利用linux 下的多線程技術實現(xiàn)被控對象的實時仿真和基于
TCP/IP 網(wǎng)絡的數(shù)據(jù)傳輸。實驗證明該仿真系統(tǒng)能夠反映真實網(wǎng)絡對控制系統(tǒng)的影響，實
時性較好，可以滿足大部分網(wǎng)絡控制系統(tǒng)的仿真需要。
基于網(wǎng)絡的控制系統(tǒng)是指傳感器，控制器，執(zhí)行器等通過實時網(wǎng)絡構成閉環(huán)反饋控
制系統(tǒng)[1] ，其中的網(wǎng)絡介質一般是多個控制回路共享。相對于傳統(tǒng)的點對點互連的控
制系統(tǒng)，網(wǎng)絡控制系統(tǒng)有以下優(yōu)點：1)成本低;2)安裝維護簡便；3)系統(tǒng)可靠性高;4)系統(tǒng)
靈活性高;5)便于進行故障診斷[2 4] 。
同時控制回路中網(wǎng)絡的應用也會給控制系統(tǒng)帶來一些問題：
1)網(wǎng)絡誘導時延，包括傳感器到控制器的時延和控制器到傳感器的時延。
2)數(shù)據(jù)包時序錯亂。由于數(shù)據(jù)包經過的路徑不唯一而導致數(shù)據(jù)包的時序錯亂。
3)數(shù)據(jù)包的多包傳輸。受網(wǎng)絡的數(shù)據(jù)包大小限制，測量和控制信號的采樣數(shù)據(jù)可能
要經過多個數(shù)據(jù)包傳送。
4)數(shù)據(jù)丟失。由于網(wǎng)絡節(jié)點的調度策略而可能造成數(shù)據(jù)丟失。