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工业控制、航空航天等领域对实时性都有一定的要求，系统的事件响应如果不确定或超时，就可能会导致系统出错，甚至崩溃。传统嵌入式操作系统虽然能够满足实时性需求，但却存在兼容性差，移植性不强等缺点；Windows系统可以降低应用程序开发的难度、成本和周期，但其采用的中断处理、内存管理、线程调度等机制不能满足实时系统需求。因此提升实时性就成为Windows系统作为高速信息处理平台使用的关键。 RTX(Real Time Extension)扩展技术通过在Windows驱动层嵌入实时内核的方法，使非实时系统具备抢占式的优先级调度机制、确定的中断响应时间以及高精度定时等实时处理能力。本文详细研究了Windows RTX实时扩展技术的原理及特性，并将技术用于高速图像数据传输，取得了以下成果： 1.提出一种了解决高速图像精确定时传输的方法，该方法使用Windows RTX实时扩展技术，硬件平台选用Intel X86架构计算机和自制的高性能Virtex5 FPGA板卡，系统软件驱动PCI-Express×1总线设备传输高速图像数据，理论传输带宽达到500MB/S。 2.提出一套了基于PCI-Express总线DMA传输模式的实时驱动模型。不同于Windows设备驱动，该模型具有更短的任务响应时间和最小100微秒的定时任务精度。相比目前基于PCI总线寄存器读写模式的Windows RTX实时驱动，PCI-Express总线的DMA传输模式具有更快的传输速度、更大的数据吞吐量，能够保证计算机与硬件设备的数据交互能力，是高速图像传输的前提条件。 3.基于Windows RTX实时设备驱动模型，本文完成了FPGA图像数据传输逻辑设计。硬件板卡采用了PCI-Express总线、DDR2存储以及LVDS等高速接口。经过测试，传输速度达到180MB/S，说明这种FPGA逻辑构架可以适用于高速图像传输。 4.使用Windows RTX实时扩展技术应用于并行信息处理平台的测试，实现了1553B命令实时通信和每秒100帧160KB红外图像数据的传输速率，达到了并行信息处理平台的技术指标。 本文所设计的高速图像精确定时传输系统在实际国防项目中得到了应用。经过数次的仿真环境测试证明，该系统性能稳定，达到了设计需求。