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工业控制RTOS实时操作系统原理与实战详解

共计 30 章节

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工业控制对实时性的需求 · RTOS在工业控制中的角色 · 课程学习路径与目标

课程导入工业控制对实时性…

实时操作系统基础

实时系统定义 · 硬实时与软实时 · 任务

实时操作系统基础实时系统定义

主流工业RTOS选型

FreeRTOS · RT-Thread · VxWorks

RTOS主流工业

RTOS内核架构

内核组成 · 任务控制块 · 就绪表

RTOS内核架构

任务管理与状态机

任务创建 · 删除 · 挂起

任务管理状态机

调度算法详解

优先级抢占 · 时间片轮转 · 协作式调度

调度算法详解优先级抢占

同步与互斥机制

信号量 · 互斥量 · 事件标志组

同步互斥机制

中断服务程序编写 · 中断与任务通信 · 中断嵌套

断管理断服务程序编写

时钟与定时器

系统节拍 · 软件定时器 · 硬件定时器

时钟定时器

静态与动态内存分配 · 内存池 · 内存碎片

内存管理静态

低功耗与节能

Tickless模式 · 低功耗定时器 · 工业设备功耗管理策略

低功耗节能

多核与AMP/SMP

多核RTOS架构 · 核间通信 · 任务负载均衡

实时性分析与性能优化

任务响应时间计算 · 调度延迟 · 中断延迟

实时性分析性能优化

工业通信协议集成

Modbus · CANopen · EtherCAT

工业通信协议集成Modbus

设备驱动开发

字符设备 · 块设备 · GPIO

设备驱动开发字符设备

文件系统与存储

嵌入式文件系统 · Flash磨损均衡 · 掉电保护

文件系统存储

安全与可靠性设计

看门狗 · 异常处理 · 故障恢复

安全可靠性设计

调试与测试方法

JTAG调试 · Trace · 日志分析

调试测试方法

基于STM32的RTOS实战

使用FreeRTOS/RT-Thre… · LED · 按键

多任务数据采集系统：ADC采样 · 滤波 · 任务间通信

ADC多任务数据采集系…

运动控制应用：步进/伺服电机控制 · 脉冲输出 · 位置闭环

运动控制应用步进

工业PLC实现 · 循环扫描 · IO映射

远程监控与OTA：网络通信 · MQTT/HTTP · 固件升级

OTA远程监控

冗余与热切换：双机热备 · 故障切换 · 数据同步

冗余热切换

常见问题与陷阱

优先级反转 · 死锁 · 内存泄漏

常见问题陷阱

性能调优实战

通过Tracealyzer等工具分析… · 优化任务结构 · 减少上下文切换

性能调优实战Tracealyzer

RTOS在工业机器人中的应用

关节控制 · 轨迹规划 · 多任务协调

RTOS工业机器人

RTOS在电力系统中的应用

继电保护 · 数据采集 · 故障录波

RTOS电力系统

智能工厂边缘控制器：多协议转换 · 实时控制 · 数据上云

综合项目智能工厂边缘控制…

课程总结与进阶

知识体系回顾 · 常见误区 · 学习资源

课程总结进阶