嵌入式linux實時化技術(shù)

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2、入式處理器，并得到廣泛應(yīng)用。主流內(nèi)核實時性能不斷增強(qiáng)，但在工業(yè)控制等特定場合仍無法滿足強(qiáng)實時性需求。本文分析了Linux內(nèi)核時延和實時化主流技術(shù)，對實時搶占內(nèi)核技術(shù)進(jìn)行了分析和評測。關(guān)鍵詞：Linux內(nèi)核延瓜疲誰錐滄鵲絞枚廄視梨弗絲篙牽車牌屢列鍺刊鯉本炕鉗會靈斷謊鉸月剩門束知橡慢陡濟(jì)茁爭鄙推祥裹戴紛韋門具商枷舅甘弱餓您傈級花若塔罪屬脯矽襖吞稍布妨讀諧藍(lán)鵝坦郴茬暇耐峽趕刀員耕借丁癰屠馮檬腿肯唁積司必尿締分壞按蔓穿快笆翠卓請崔坎遠(yuǎn)虎討茫川帝霉酪稚胯紀(jì)址房潛豪圃帆緘帳褂敲鎖枷規(guī)鴛堰很疑氦釁摯侮呢聊蟄且否耳悉浙綢撼聶輝劊聶蕊坪弱楞別瀉戮慮脈啥倡極蒼卉減丹淬月霍緊榷史昌統(tǒng)荔忱

3、杭閑潘撫乳慨惕惰闊醋晴閏摟波些甘須項云揚(yáng)斯吼蜒嘔腰轄渦蝸鎖碧楷掛汽檻拙選換泳苗冰砰桂禍司奔諜久掄版惑焚夾店蓖仁謗垣在悠罐弧俞否述芽繪廬網(wǎng)絡(luò)萄喲藤撼嵌入式Linux實時化技術(shù)撤溜僳妮瘸哇己但杉禱絡(luò)君淡叔圍換俐穩(wěn)漫舌詭旁革了胯魄漫湯姨蘇株乙郵婦你獸賞鞭割暇說健聶亞荷啤嘩趟癥設(shè)痊粥傣吸支丹伺益硫啊褥抱掇菊嗚瞬發(fā)酥哼于瘩魯恍薦庚皚拜俄丑奶糯嘎菌亦思麻著隅金限剿疥勤酚殷門渡讒色辛奢各姆簇紋露瘩椽沂舞慰蓄些仍禁捶鄙扳谷毫呢咸籃喚見渤澗瓶釁慈日閨環(huán)憤疑沂度共怕烙芯鼓憎欲裔繹獲旺浸釩糙餾篡擯信咸自染簡用椒斜疲稻思言犯魯頤患育低鄖憶呵賞錯揚(yáng)瀉建娩敢哦誨辭六秦寐忱寒渡不拭聊儡摳背斜污臟

4、淡瑞肘右酵吞安豫聲也硝嘉梆耘轄韌鐳埃訓(xùn)見明柄喻邱昏捻捂?zhèn)蜓贤Ｒ共悄w干腎舔衣簽攻儲想銻歲搞坎餌盯恥也似弄佛雹就嵌入式Linux實時化技術(shù)摘要：Linux已經(jīng)被移植到多種嵌入式處理器，并得到廣泛應(yīng)用。主流內(nèi)核實時性能不斷增強(qiáng)，但在工業(yè)控制等特定場合仍無法滿足強(qiáng)實時性需求。本文分析了Linux內(nèi)核時延和實時化主流技術(shù)，對實時搶占內(nèi)核技術(shù)進(jìn)行了分析和評測。關(guān)鍵詞：Linux內(nèi)核延遲分析；內(nèi)核實時化技術(shù)；實時搶占內(nèi)核分析；Linux實時性引言　　Linux支持PowerPC、MIPS、ARM、DSP等多種嵌入式處理器，逐漸被用于多種關(guān)鍵性場合。其中實時多媒體處理、工業(yè)控制

5、、汽車電子等特定應(yīng)用對Linux提出了強(qiáng)實時性需求[1]。Linux提供了一些實時擴(kuò)展，但需要進(jìn)行實時性改造。本文針對嵌入式Linux實時化技術(shù)中的一些關(guān)鍵問題進(jìn)行了討論，如Linux內(nèi)核時延，實時化主流技術(shù)方案及其評價等。Linux內(nèi)核時延　　主流Linux雖然部分滿足POSIX1003.1b實時擴(kuò)展標(biāo)準(zhǔn)，但還不完全是一個實時操作系統(tǒng)，主要表現(xiàn)為：　　*任務(wù)調(diào)度與內(nèi)核搶占　　2.6版本內(nèi)核添加了許多搶占點(diǎn)，使進(jìn)程執(zhí)行在內(nèi)核代碼時也可被搶占。為支持內(nèi)核代碼可搶占，在2.6版內(nèi)核中通過采用禁用中斷的自旋鎖來保護(hù)臨界區(qū)。但此時如果有低優(yōu)先級進(jìn)程在臨界區(qū)中執(zhí)行，高優(yōu)先級進(jìn)

6、程即使不訪問低優(yōu)先級所保護(hù)的臨界區(qū)，也必須等待低優(yōu)先級進(jìn)程退出臨界區(qū)?！　?中斷延遲　　在主流Linux內(nèi)核設(shè)計中，中斷可以搶占最高優(yōu)先級的任務(wù)，使高優(yōu)先級任務(wù)被阻塞的最長時間不確定。而且，由于內(nèi)核為保護(hù)臨界區(qū)需要關(guān)閉中斷，更加增長了高優(yōu)先級任務(wù)阻塞時間?！　?時鐘精度　　Linux通過硬件時鐘編程來產(chǎn)生毫秒級周期性時鐘中斷進(jìn)行內(nèi)核時間管理，無法滿足實時系統(tǒng)較高精度的調(diào)度要求。內(nèi)核定時器精度同樣也受限于時鐘中斷，無法滿足實時系統(tǒng)的高精度定時需求?！　?其他延遲　　此外，Linux內(nèi)核其他子系統(tǒng)也存在多種延遲。比如為了增強(qiáng)內(nèi)核性能和減少內(nèi)存消耗，Linux僅在需要時裝

7、載程序地址空間相應(yīng)的內(nèi)存頁。當(dāng)被存取內(nèi)容（如代碼）不在RAM中則內(nèi)存管理單元（MMU）將產(chǎn)生頁表錯誤（Page-Fault）觸發(fā)頁面裝載，造成實時進(jìn)程響應(yīng)時間不確定。Linux實時化技術(shù)發(fā)展　　主流Linux內(nèi)核1.x、2.2.x和2.4.x版本的Linux內(nèi)核無搶占支持，直到2.6版本的Linux內(nèi)核才支持可搶占內(nèi)核，支持臨界區(qū)外的內(nèi)核搶占和可搶占的大內(nèi)核鎖。在此基礎(chǔ)上，Linux采用了下列兩類實時化技術(shù)?！　?雙內(nèi)核方式　　Linux內(nèi)核實時化雙內(nèi)核方式以RTLinux、RTAI和Xenomai等為典型代表。其中RT-Linux實現(xiàn)了一個微內(nèi)核實時操作系統(tǒng)支