嵌入式操作系统Linux实时化技术研究-亚博app下载安装

本文摘要:Linux反对PowerPC、MIPS、ARM、DSP等多种嵌入式处理器,逐渐被用作各种主要活动。

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Linux反对PowerPC、MIPS、ARM、DSP等多种嵌入式处理器,逐渐被用作各种主要活动。动态多媒体废弃、工业控制、汽车电子等特定应用对Linux提出了强大的实时市场需求。Linux获得了一些动态扩展,但需要展开实时改造。

本文讨论了嵌入式Linux动态技术的主要问题,如Linux内核延迟、动态主流技术方案及评价等。Linux内核延迟主流Linux部分符合POSIX1003.1b动态扩展标准,但几乎没有实时操作系统。*任务调度和内核维护版本2.6内核中增加了许多保留点,使您能够在内核代码中继续运行进程。为了保护内核代码,内核版本2.6停止使用中断的磁锁,以保持临界区域。

但是,此时,如果临界区中优先级较低的进程继续运行,即使优先级较低的进程不采访优先级较低的临界区,也必须等到优先级较低的进程拆除临界区。*中断延迟在主流Linux内核设计中,中断无法维持优先级最低的任务,以确定优先级较高的任务被阻止的最长时间。另外,由于内核需要恢复中断以保持临界区,因此优先级较高的任务阻止时间正在更快地增加。*时钟准确度Linux通过硬件时钟编程生成毫秒级周期性时钟中断,扩展内核时间管理。

不能满足实时系统精度高的日程拒绝。内核计时器精度受到时钟中断的一定限制,不能满足实时系统的高精度指点市场要求。*除了其他延迟外,Linux内核的其他子系统也没有各种延迟。

例如,为了提高内核性能和增加内存消耗,Linux仅在必要时加载适合程序地址空间的内存页面。如果读取内容(例如代码)未从RAM中出来,内存管理单元(MMU)将在页面表错误(Page-Fault)启动时生成页面装载,因此不会检查动态进程响应时间。

Linux动态技术开发主流Linux内核1.x、2.2.x和2.4.x版本的Linux内核不反对2.6版本的Linux内核能够守护和守护临界区域以外的内核的大内核锁定。在此基础上,Linux使用两种类型的动态技术:*双核方式Linux内核动态双核方式代表RTLinux、RTAI、Xenomai等。

RT-Linux构建了反对基本任务管理、中断服务实例、基本任务通信队列等的微内核实时操作系统。常规Linux是实时操作系统的最低优先级任务,Linux的任务通过FIFO命名管道和动态任务进行通信,如图1右侧所示。图1双核体系结构的Linux动态技术Linux试图重新启动中断时,动态微内核不会捕获并记录这些催促,而是通过软件模拟中断控制器。避免重新打开硬件中断,并防止由于闸中断而导致的调用延迟。

RT-Linux将系统动态时钟设置为单个引导时间模式,以微秒为单位获得时钟精度。RTAI类似于RTLinux部署方式,不同之处在于它改变了体系结构相关代码,构成了动态硬件抽象层(RTHAL)。

但是,时间限制操作可以随时中断常规Linux操作,两个操作可以通过未阻止的队列进行通信。RTAI增加了需要更改Linux内核的代码最多,从而提高了可移植性。

Xenomai基于RTAI,也称为RTAI/Fusion。使用Adeos微内核代替RTAI的硬件抽象层。其特点是模仿现有RTOS的API模块,在GNU/Linux上复制现有RTOS。

还有开源项目,如基于Fiasco微内核的L4Linux。*在内核补丁方式双核动态方案中,动态操作必须根据微内核实时操作系统获得的另一个API进行设计。内核修补方案不改变Linux的API。

现有应用程序包括动态操作系统、现有的研究性Kurt-Linux和Red-Linux、商用版本的MontaVista、TimeSys和WindRiverLinux,以及当前的
Kurt-Linux是首个基于Linux的通用实时操作系统。通过长时间、动态和混合状态扩展动态和非动态任务的区分。

RED-Linux可以通过作业的多种属性和调度程序构建多种调度算法。使用软件模拟中断管理,在内核中放置很多保留点,提高系统调度精度。

MontaVistaLinux以低延迟补丁和核心补丁为基础,开发了内核O(1)动态调度程序,并对可接受的内核进行了改进和测试。Linux2.4内核时代MontaVistaLinux是商用成熟期产品,具有实时优势。MutexSysLinux通过内核模块受到高精度时钟、优先级继承互斥等的反对。

2.6版本的主流内核引入了这些技术,反对各种安装选项,如CONFIG_PREEMPT_NONE、CONFIG_PREEMPT_VOLUNTARY和CONFIG_PREEMPT。适用于基于计算的工作系统、桌面用户系统和毫秒延迟嵌入式系统。

2005年,针对2.6内核MontaVista推出了动态Linux程序,进行了Linux内核动态过程。因此,IngoMolnar发布了新的动态维护补丁,并逐渐沦为Linux内核动态主流技术,包括使用和补充MontaVistaLinux、WindRiverLinux。本文档以前的内容包括动态补丁合规性。

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