Giải pháp xử lý thứ cấp thông tin ra đa cho các đài ra đa biển ứng dụng hệ điều hành thời gian thực

Bài viết trình bày những đặc điểm nổi bật của hệ điều hành thời gian thực QNX so với hệ điều hành Linux trong xử lý thông tin ra đa đặc biệt đối với ra đa biển. Đây là đặc điểm quan trọng để xây dựng chương trình phần mềm xử lý cấp 2 thông tin ra đa, thực hiện khởi đầu quỹ đạo, bám bắt quỹ đạo mục tiêu.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Giải pháp xử lý thứ cấp thông tin ra đa cho các đài ra đa biển ứng dụng hệ điều hành thời gian thựcKỹ thuật siêu cao tần & Ra đa GIẢI PHÁP XỬ LÝ THỨ CẤP THÔNG TIN RA ĐA CHO CÁC ĐÀI RA ĐA BIỂN ỨNG DỤNG HỆ ĐIỀU HÀNH THỜI GIAN THỰC Nguyễn Đức Nghĩa1, Vũ Chí Thanh1*, Trần Văn Ánh1, Trần Xuân Yến2 Tóm tắt: Bài báo trình bày những đặc điểm nổi bật của hệ điều hành thời gian thực QNX so với hệ điều hành Linux trong xử lý thông tin ra đa đặc biệt đối với ra đa biển. Đây là đặc điểm quan trọng để xây dựng chương trình phần mềm xử lý cấp 2 thông tin ra đa, thực hiện khởi đầu quỹ đạo, bám bắt quỹ đạo mục tiêu. Bài báo đưa ra kết quả triển khai thuật toán xử lý cấp 2 thông tin ra đa trên nền hệ điều hành thời gian thực QNX ứng dụng cho ra đa biển.Từ khóa: Xử lý tín hiệu ra đa, Xử lý cấp 2, Hệ điều hành thời gian thực, Hệ điều hành QNX. 1. MỞ ĐẦU Hiện nay việc áp dụng các công nghệ xử lý tiên tiến như DSP, ASIC, FPGA,vào xử lý sơ cấp tín hiệu ra đa đã được phổ biến rộng rãi và đạt được những bướctiến lớn trong công nghệ thiết kế và chế tạo ra đa. Song song với xử lý sơ cấp thìbài toán xử lý thứ cấp cũng cần phải nâng cấp để đảm bảo được tốc độ xử lý vớithuật toán phức tạp và khối lượng thông tin lớn. Với ra đa biển, việc xử lý phân cấp mục tiêu trên biển gặp rất nhiều khó khăn,đặc biệt tại các cảng biển, ven bờ số lượng mục tiêu rất lớn và tốc độ di chuyểnchậm. Bên cạnh đó thuật toán xử lý cho mục tiêu biển cũng có các đặc điểm phứctạp nên đòi hỏi phải nâng cao cấu hình hệ thống xử lý về tài nguyên cũng như tốcđộ xử lý.Với hệ điều hành Windows việc xử lý thông tin ra đa với khối lượng tínhtoán lớn gặp rất nhiều khó khăn và khó can thiệp vào hệ thống, điều đó làm hạnchế tốc độ, độ bảo mật, đặc biệt với các hệ thống quân sự. Do đó, sử dụng một hệđiều hành thời gian thực và có khả năng can thiệp hệ thống cao phục vụ cho bàitoán xử lý thông tin ra đa đáp ứng thời gian thực là rất cấp thiết. Hệ điều hànhQNX được đánh giá là hệ điều hành thời gian thực có độ tin cậy cao nhất. Ứngdụng QNX trong bài toán ra đa biển sẽ giải quyết được các hạn chế về tốc độ xử lýcủa các hệ điều hành thông thường. Từ những vấn đề trên bài báo nêu lên giải phápxử lý thứ cấp thông tin ra đa cho các đài ra đa biển ứng dụng hệ điều hành thờigian thực QNX và kết quả nhận được qua xây dựng chương trình phần mềm. 2. HỆ ĐIỀU HÀNH THỜI GIAN THỰC QNX QNX là một hệ điều hành có kích thước nhỏ. Nó dựa trên kiến trúc MicroKernel (vi nhân). Điều này khác biệt với Unix, MacOS và Windows vốn dĩ đượcxây dựng trên những nhân lớn và nguyên khối. Hệ điều hành QNX có những điểm nhấn sau: - QNX cấp riêng vùng nhớ ảo cho mỗi tiến trình (process): QNX cấp phát cho mỗi tiến trình vùng nhớ ảo riêng, và chỉ cho phép processhoạt động trong phạm vi vùng nhớ đó, nếu cần thêm tài nguyên thì tiến trình yêucầu, QNX sẽ cấp thêm, nhưng vẫn theo nguyên lý “sử dụng riêng biệt”. Điều nàyhạn chế tối đa việc toàn bộ hệ thống bị lỗi giữa chừng do dùng chung vùng nhớ.164 N.Đ. Nghĩa, V.C. Thanh, …, “Giải pháp xử lý thứ cấp… hệ điều hành thời gian thực.”Nghiên cứu khoa học công nghệ Với cơ chế hoạt động này, nếu tiến trình nào phát sinh lỗi, hoặc ghi vào vùngnhớ không dành cho nó, hệ điều hành sẽ phát hiện và ngay lập tức tắt tiến trình đó. Ngoài việc hạn chế lỗi hệ thống, cơ chế cấp phát vùng nhớ riêng cho mỗi tiếntrình của QNX còn giúp tối ưu hóa độ bảo mật và sự ổn định của hệ thống. Mỗitiến trình chỉ sử dụng được vùng nhớ mà nó được cấp cho, không thể xâm phạmvào vùng nhớ của tiến trình khác hoặc vùng nhớ chưa được cấp phép. Do đó, sửdụng phương thức chạy code lấy thông tin vùng nhớ khác là không thể, do đóQNX được dùng rất rộng rãi trong các hệ thống quân sự: ra đa, tên lửa, thông tinquân sự, hệ thống bảo mật. Hình 1. Kiến trúc hệ điều hành thời gian thực QNX. - Mọi thứ trong QNX trừ kernel (nhân) đều là process: Với kiến trúc Micro Kernel của mình, QNX chỉ gồm nhân kernel nhỏ duy nhất,tất cả phần còn lại đều là process đính kèm vào (giống như plug-in trên các hệ điềuhành khác). Từ TCP/IP, driver, keyboard, nhận dạng cử chỉ (gesture) cho đến trìnhdựng hình (rendering) tất cả đều là process. Nếu có lỗi xảy ra, hệ thống sẽ tự khởiđộng tiến trình đó lại và hệ thống vẫn sử dụng bình thường [4]. - Tương thích hoàn toàn qui chuẩn API POSIX: POSIX là tên viết tắt của Portable Operating System Interface cho Unix. Đó làmột tập hợp các tiêu chuẩn mà các lập trình tuân thủ khi viết chương trình. Nói cáchkhác, đó là một loạt các chi tiết kỹ thuật API. Các lập trình viên thường dựa theonhững qui chuẩn này để viết code. Vậy nên việc tương thích chuẩn POSIX giúp chocác nhà lập trình Unix, Windows, Linux dễ dàng tiếp cận với QNX [5][6]. - Thiết kế phù hợp cho bộ xử lí đa nhân và phân phối địa lí: Xử lí đa nhân mà QNX hỗ trợ không dừng ở những ...