基于INtime的雷达实时操控显示终端设计

摘要：为了兼顾雷达操控显示终端的实时性能和强劲的图形显示能力，提出了基于INtime实时扩展的雷达实时操控显示终端设计方案。通过INtime实时进程完成雷达实时控制、数据处理等实时任务，通过Windows进程完成雷达数据等的快速显示，利用INtime的共享内存和信号量机制实现两进程之间的通信。经过测试仿真及与雷达实装的现场运行，获得了良好的效果，验证了该方案的适用性。

0 引言
雷达操控显示终端作为雷达系统的重要组成部分，用于雷达空情目标显示、数字原始视频显示、雷达控制、系统监测等，随着计算机性能的提高和多功能需求的日益增强，将雷达的实时控制、数据处理等实时应用集成在雷达的操控显示终端中已日益成为趋势，用户的界面审美需求也对终端的图形加速、多媒体以及三维场景的显示性能提出更高的要求。目前，国内外的雷达操控显示终端产品很难同时满足上述要求。通常实时操作系统为保证其实时性，对图形的支持能力都较弱，一般只支持简单的图形显示，目前尚没有一款独立的操作系统能够既满足实时性要求，又为用户提供强有力的图形处理支持。
为了兼顾雷达操控显示终端的实时性能和强劲的图形显示能力，本文提出了一种在嵌入式Window XP(XPE)中基于INtime实时操作系统的雷达实时操控显示终端设计方案。终端采用通用PC硬件平台，利用实时多任务操作系统INtime的实时性完成雷达系统的实时控制和数据处理任务，同时充分利用Windows操作系统强大的图形界面功能，实现雷达目标、状态、原始视频、电子地图等显示功能。

1 INtime实时操作系统介绍
INtime是TenAsys公司为满足Windows平台上硬实时系统严格的响应时间要求而开发的一个实时子系统，其系统结构体系如图1所示。

INtime实时系统在计算机启动加载Windows操作系统时同时被加载，共享相同的CPU和中断硬件，但在其他方面相互独立。当实时活动必须发生时，计算机上下文将切换到该实时操作系统，这些活动完成后，计算机上下文将切换回Windows操作系统。实时进程运行在INtime内核上，非实时进程运行在Windows内核上。INtime为Windows进程提供了扩展函数库(NTX API)，使Windows进程能够共享在实时内核上创建的对象，从而实现Windows进程和INtime进程之间的数据共享和同步。
INtime内核提供了一个基于优先级的抢先式多任务调度系统，可支持256个线程优先级，优先级高的线程优先调度执行，同一优先级的线程采用时间片轮转调度算法。通过对线程赋予不同的优先级，严格保证各个任务的先后执行次序。在进程通信和同步方面。INtime通过共享内存与Windows进程进行数据交换，通过信号量进行进程的同步控制。INtime内核提供了高精度的系统计时器，最高精度达100μs，可满足大多数要求苛刻的应用程序的实时性要求。INtime支持多处理器系统，可以划分出一个处理器为INtime操作系统及其实时进程专用，提高了系统的可靠性。INtime还提供了与Windows环境兼容的实时编程接口，支持Win32的API，实现了一套实时扩展函数，通过VC++编译环境开发，具备良好的实时调试器。