控制领域是嵌入式系统一个非常重要的应用领域,从嵌入式系统的发展历史可以看出,嵌入式系统最早应用于工业控制系统。随着微电子技术和软件技术的不断创新与进步,嵌入式系统取得了快速发展,基于嵌入式实时操作系统的嵌入式控制系统广泛地应用于消费、通信、智能设备、机器人、工业和军事等控制领域,与通用型可编程控制PLC系统以及基于工业PC的控制系统相比,嵌入式控制系统功能强大、功耗低、可靠性高、性能价格比高,支持多控制任务的实时并发执行,而且占用空间小,效率高,可根据需要灵活定制软件,能够很好的满足控制应用的需求。本文结合十五国防基础研究课题以及国家发改委软件产业化课题,根据控制领域嵌入式系统的特征,研究嵌入式系统的构件化配置技术、自适应实时调度技术。 eCos是一个基于构件的可配置的嵌入式系统,特有的构件组织形式和构件架构使它具有良好的可配置性,能够根据特定控制应用需求配置形成专用嵌入式系统。本文基于eCos系统,从构件划分、构件描述、构件管理配置机制等方面,研究构件化可配置嵌入式系统的构造方法,重点分析了eCos的构件及其配置技术,并提出和设计了一种基于XML描述的通用化构件系统配置体系结构。 嵌入式控制系统运行环境的无人管理、不可预测、动态变化等特点,使得多重计算、控制任务难以建立精确的模型,呈现鲜明的复杂性和动态特性,而且常常受到外界干扰。因此,嵌入式系统往往要求高可靠性和自适应性。本文针对传统嵌入式系统调度方法的不足,借鉴模糊控制和自适应控制原理,提出了基于模糊推理PID的自适应实时调度框架FPAPS(Fuzzy-PID Adaptive Process Scheduling),并从任务模型、调度方法、自适应机制等方面对eCos实施了FPAPS扩展,实验结果表明系统运行稳定可靠。 最后,本文在可配置技术以及自适应技术研究基础之上设计了面向电子打结机的嵌入式控制系统。