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摘 要 近年来，随着嵌入式微处理器的快速发展，嵌入式系统得到了广泛的应用。在医疗、航空、交通、军事技术、工业控制、科学研究等领域，对实时嵌入式操作系统的需求越来越大。Linux是源代码公开的自由操作系统，以其内核小巧、配置灵活、使用安全稳定、功能强大和对硬件资源要求低等优点，在嵌入式设备上得到了广泛的应用。 本文研究的目标是构建一款实时且免费的嵌入式RTAI（Real Time Application Interface）-Linux操作系统，解决Linux操作系统无法应用于对实时要求比较苛刻的领域的难题。验证RTAI-Linux双实时内核在嵌入式系统设计上的可行性。最终目的开发出适合特定应用的、具有自主知识产权的实时操作系统，从而推动我国的信息化建设。 本文分析了Linux实时性的不足之处，对各种Linux实时性改进方法进行了分析与比较，提出RTAI-Linux双内核结构的实施方案。在对该方案进行细化的过程中，对各功能模块的关键技术和难点进行比较与选择。在嵌入式Linux操作系统的引导加载程序设计、设备驱动编程、文件系统、图形用户界面等方面，本文进行了深入的理论研究与实践，涉及嵌入式Linux系统的构建的多项关键技术。 在对Linux的实时性改进方面，对RTAI的硬件抽象层和实时内核模块的编译与加载进行分析和实践。在对RTAI－Linux实时性的测试中，详细测试了任务切换时间和占先式任务调度时间两个指标，包括模拟数控系统数据实时采集与处理的方式的测试，证明基于RTAI－Linux的嵌入式系统的实时性与可靠性。 本文提出了嵌入式系统模块化设计的思想，这种思想贯穿于PXA270系统的硬件、软件的设计中，最终使得该平台具有很好的可重用性，为嵌入式软件硬件系统开发周期长、难度大等缺点提供了一个很好的解决办法。 该系统平台也是对各种硬件知识，操作系统原理等理论知识进行的一次生动而具体的实践。整个系统具有很高的实用价值和理论研究价值。 关键词：嵌入式，Linux，RTAI，实时操作系统