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开放式数控系统是下一代数控系统的主要发展方向，嵌入式数控系统的出现为开放式数控系统的研究带来了一种新的解决方案。目前嵌入式数控系统还处于研究阶段，大多数采用“嵌入式微处理器+运动控制器”的多核结构，比如：德国ECKELMANN公司的E.ENC55是基于ARM和DSP的，广州数控的GSK980TD系列车床CNC是基于ARM和FPGA的。基于异构多核结构的数控系统利用运动控制器专处理实时任务，系统具有很强的实时性能，但是系统开发难度大，而且在多核处理器之间存在数据共享和同步等通信问题。课题以国家科技重大专项为背景，提出一种基于ARM微处理器的单核嵌入式数控系统底层平台研究方案，并采用RTAI实时扩展保证系统的实时性能，实现基于ARM和RTAI的嵌入式实时平台。系统选用外设资源丰富的S3C2440作为硬件平台，选择内核精简且移植性好的Linux作为基础软件平台。论文的主要研究工作：搭建嵌入式系统交叉编译开发环境，构建一个基于S3C2440的嵌入式Linux系统；采用基于ADEOS的RTAI实时内核改造Linux的实时性能，详细分析ADEOS的中断管道机制以解决ADEOS在S3C2440硬件平台下的网络问题，深入研究RTAI的实现机制和关键技术以实现RTAI在S3C2440上的移植，以及测试RTAI的实时性能以验证它能否满足系统硬实时的要求；由于并不存在一种基于ARM平台的实时性能通用测试程序，最后设计并实现了一种基于S3C2440的Linux系统实时性能测试方法，并利用该方法分别对标准Linux和RTAI/Linux，RTAI/Linux和Xenomai/Linux进行了对比测试。课题的研究工作不仅对研究经济型开放式数控系统的关键技术有借鉴意义，而且对RTAI在ARM处理器上的应用具有指导意义。