本文是在基于RTAI的数控系统研发的课题背景下,设计并实现了蓝天数控系统中控制器软件的一个重要辅助工具——蓝天数控系统跟踪调试工具。根据课题的实际需要,利用RTAI进程间通信和环形缓冲区技术,提出了一种基于RTAI的数控系统实时任务跟踪调试模型。该模型实现了动态地对数控系统中的实时任务进行跟踪,获取有效的调试信息,并在进行跟踪时对实时任务的性能影响尽量小,而在不跟踪时对实时任务几乎没有性能影响。以上述模型为基础,完成了蓝天数控系统跟踪调试工具的设计与实现,并成功应用到蓝天数控系统中,运行效果良好。本文重点解决了以下问题:一是RTAI实时任务跟踪调试模型的设计。利用RTAI中共享内存和实时FIFO相结合的通信方式以及环形缓冲区技术,构建了数控系统实时任务的跟踪调试模型。该模型主要由实时跟踪模块、实时跟踪补丁、用户跟踪程序和跟踪分析模块四部分组成。通过实验验证了该模型的可行性和便利性。二是数据操作API库的设计与实现。数据操作API库主要根据控制器软件调试的需求,封装了一组对共享内存直接进行操作的API,从而进行跟踪数据从内核空间到用户空间的传输工作。三是蓝天数控系统跟踪调试工具的设计与实现。该跟踪调试工具由两个模块组成:跟踪模块和数据分析模块。跟踪模块主要完成跟踪数据的获取工作,将其保存到日志文件中;数据分析模块以特有的图形显示方式把跟踪数据显示出来,该模块由一个主模块和六个子模块组成,它们提供对跟踪数据的具体分析工作,以方便开发人员进行调试。