CN100399810C - 操作系统应用的提高红外遥控实时性和可靠性的系统 - Google Patents

操作系统应用的提高红外遥控实时性和可靠性的系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种提高红外遥控实时性和可靠性的系统，解决了非实时性操作系统上红外遥控的实时性和可靠性差的问题，包括红外遥控接收头，接收红外遥控信息，并遥控基带信息码解调出来；非实时性操作系统主板模块，接收数据、取得控制命令并响应控制命令操作；该非实时性操作系统主板模块连接一个MCU模块，该MCU模块接收红外遥控接收头发出的信号，处理信号并将处理完的信号传送给非实时性操作系统主板模块，具有避免了因为操作系统的进程调度，任务切换，造成实时处理偏差的问题出现，能够保证数据的实时处理和通信的可靠，避免了操作系统中程序直接参与数据处理，而采用专用硬件间接处理。

Description

操作系统应用的提高红外遥控实时性和可靠性的系统
技术领域
本发明涉及一种在消费电子产品(例如彩色电视机、机顶盒、手持娱乐设备及数字家庭媒体网关等)、桌面系统及工控系统上应用的提高在非实时性操作系统上红外遥控实时性和可靠性的系统。
背景技术：
操作系统在当前已经被广泛应用到消费电子中，其主流的嵌入式操作系统包括Linux、uClinux及WinCE等。此类操作系统固有的桌面系统特性，决定了它们存在硬件实时性差的弱点。形成这个弱点的原因在于当前非实时性操作系统，采用多线程，多任务调度机制。也就是说系统处在某个优先级较高的调度态时，无法实现低优先级的调度，而处在优先级较低的任务，则很容易被优先级高的任务所挂起。在任务的切换上，无法准确保证各个任务能够获得CPU资源的控制权。这个弱点成为各嵌入式系统在消费电子的开发过程中的一个严重问题。
目前能够运行嵌入式操作系统的CPU大部分都缺少硬件IR(红外解码)端口，这对于外部控制带来不便。通常采用软件处理来解决这样的问题，即利用CPU的中断口和I/O口来软处理IR波形信息。这对于不带操作系统的嵌入式系统而言是可行和可靠的，但对于带操作系统的嵌入式系统，由于任务进程调度、优先级设置以及各任务可能发生阻塞等问题存在，导致软件处理过程中容易出现偏差，甚至错误等现象，使得该方法可靠性差。
发明内容：
本发明提供一种应用在非实时性操作系统上红外遥控控制系统，解决了非实时性操作系统上红外遥控的实时性和可靠性差的问题。
本发明采用的技术方案为，一种提高红外遥控实时性和可靠性的系统，包括红外遥控接收头，接收红外遥控信息，解调出遥控信息的基带信号；及一个非实时性操作系统主板模块，接收数据、取得控制命令并响应控制命令操作；该非实时性操作系统主板模块连接一个MCU模块，该MCU模块接收红外遥控接收头发出的信号，处理信号并将处理完的信号传送给非实时性操作系统主板模块。
本发明的进一步改进为所述的MCU模块中具有外部中断口和串行口。
本发明的进一步改进为MCU中程序采用单线程设计。
本发明的进一步改进为所述的红外遥控接收头包括一体化红外接收头和限流电阻。
本发明的进一步改进为非实时性操作系统主板具有串行口。
本发明的进一步改进为所述MCU模块的输出端连接到操作系统所在的处理器输入端，其通讯的数据格式为通用接口，包括I2C、SPI、RJ45、USB。
本发明的有益效果为：红外遥控信号经过接收头部分，解调出遥控信息的基带信号，经由限流电阻，传送到中转MCU的中断口。MCU在接收到中断信号后，调用解码程序，解出遥控命令信息。在程序的控制下，遥控命令信息再经由MCU的通信端口--串口，发送至非实时性操作系统主板的串口端。在非实时性超作系统接收到来之串口的命令后，应用程序读取该命令，并且响应该命令。由于MCU是单线程工作，解码过程完全能获得CPU的控制，而且解码后的命令通过专门的通信接口传输，实现了解码和响应的可靠性。
本发明通过添加一MCU中转模块的办法来实现非实时性操作系统的信号实时处理，把应该由操作系统实时处理的部分分解为解码和通信传递两个过程，也就是把实时解码的工作移交到中转MCU上面，当解码结束后再把数据传送给操作系统方。也即让多线程机制下处理的任务转移到单线程处理模式中，避免了因为操作系统的进程调度，任务切换，造成实时处理偏差的问题出现，能够保证数据的实时处理和通信的可靠，避免了操作系统中程序直接参与数据处理，而采用专用硬件间接处理，从而增强系统在遥控接收处理的可靠性。
附图说明：
图1是所述的红外遥控实时性和可靠性提高方法的原理方框图。
图2是所述方法的程序流程示意图。
具体实施方式：
本发明将以Linux操作系统为例，其余操作系统同时适用。
如图1所示，一种提高红外遥控实时性和可靠性的系统，包括一红外遥控接收头U1，接收红外遥控信息，并遥控基带信息码解调出来，该红外遥控接收头U1包括一体化红外接收头和限流电阻R3；一非实时性操作系统主板模块U3，接收数据信号、取得控制命令并响应控制命令操作，该非实时性操作系统主板U3具有串行接口；该非实时性操作系统主板模块U3通过串行接口连接一个MCU模块U2，该MCU模块U2还与红外遥控接收头U1通过导线连接，所述的MCU模块U2中具有外部中断口和串行口并采用单线程设计程序，其通讯的数据格式还可以为其它通用接口，包括I2C、SPI、RJ45、USB。该MCU模块U2接收红外遥控接收头发出的信号，处理信号并将处理完的信号传送给非实时性操作系统主板模块。
为了保持线路的稳定，非实时性操作系统主板模块通过串行接口连接两个限流电阻R1、R2。
工作原理如图2所示：
1)红外接收头的作用是接收红外遥控信息，并且利用内置的低通滤波器，把遥控基带信息码解调出来，然后对基带信息码整形处理，输出送往解码MCU。
2)遥控基带信息码，通过限流电阻R3后，进入到MCU的中断口。MCU的中断口INT0当有遥控码进入的时候，MCU程序被中断。进入到MCU的解码程序。MCU程序是单线程执行，解码过程是不会被随意切换的。根据遥控码的头信息，判断出遥控码类型(NEC，RC等)，执行相应解码程序，当校验系统码正确后，再获取命令码。MCU获得了正确的命令码后，通过自身的通用端口--串口，把命令码以一定的波特率(与LINUX系统接收方波特率相同)发送给LINUX系统。
3)LINUX系统方接收到来之MCU的数据后，产生中断。应用程序直接读取串口数据，立即取得控制命令，然后响应命令操作。
本方法，主要是实现了LINUX系统实时处理的转移，LINUX系统本身在实时处理上存在弱点，那么通过增添一颗MCU来弥补它对实时处理的弱点。
处理红外解码，只是改善LINUX系统处理实时问题的一个具体应用。如果，采用LINUX的系统，要处理来自主IIC发送的控制信号时，仍然可以采用此办法来解决。
由于，采用这个额外的MCU，带来许多灵活性，它可以让本来在linux系统上处理的实时部分迁移到MCU上，然后通过专门的通信接口传递数据，缓解了linux系统的非实时性弱点。

Claims (6)

1.一种操作系统应用的提高红外遥控实时性和可靠性的系统，包括红外遥控接收头，接收红外遥控信息，解调出遥控信息的基带信号；及一个非实时性操作系统主板模块，接收数据、取得控制命令并响应控制命令操作；其特征在于：该非实时性操作系统主板模块连接一个MCU模块，该MCU模块接收红外遥控接收头发出的信号，处理信号并将处理完的信号传送给非实时性操作系统主板模块。
2.根据权利要求1所述的操作系统应用的提高红外遥控实时性和可靠性的系统，其特征在于：所述的MCU模块中具有外部中断口和串行口。
3.根据权利要求2所述的操作系统应用的提高红外遥控实时性和可靠性的系统，其特征在于：MCU模块中程序采用单线程设计。
4.根据权利要求1所述的操作系统应用的提高红外遥控实时性和可靠性的系统，其特征在于：所述的红外遥控接收头包括一体化红外接收头和限流电阻。
5.根据权利要求1所述的操作系统应用的提高红外遥控实时性和可靠性的系统，其特征在于：非实时性操作系统主板具有串行口。
6.根据权利要求1所述的操作系统应用的提高红外遥控实时性和可靠性的系统，其特征在于：所述MCU模块的输出端连接到操作系统所在的处理器输入端，其通讯的数据格式为通用接口，包括I2C、SPI、RJ 45、USB。
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