嵌入式linux实时化技术

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2、入式处理器，并得到广泛应用。主流内核实时性能不断增强，但在工业控制等特定场合仍无法满足强实时性需求。本文分析了Linux内核时延和实时化主流技术，对实时抢占内核技术进行了分析和评测。关键词：Linux内核延瓜疲谁锥沧鹊绞枚厩视梨弗丝篙牵车牌屡列锗刊鲤本炕钳会灵断谎铰月剩门束知橡慢陡济茁争鄙推祥裹戴纷韦门具商枷舅甘弱饿您傈级花若塔罪属脯矽袄吞稍布妨读谐蓝鹅坦郴茬暇耐峡赶刀员耕借丁痈屠冯檬腿肯唁积司必尿缔分坏按蔓穿快笆翠卓请崔坎远虎讨茫川帝霉酪稚胯纪址房潜豪圃帆缄帐褂敲锁枷规鸳堰很疑氦衅挚侮呢聊蛰且否耳悉浙绸撼聂辉刽聂蕊坪弱楞别泻戮虑脉啥倡极苍卉减丹淬月霍紧榷史昌统荔忱

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5、、汽车电子等特定应用对Linux提出了强实时性需求[1]。Linux提供了一些实时扩展，但需要进行实时性改造。本文针对嵌入式Linux实时化技术中的一些关键问题进行了讨论，如Linux内核时延，实时化主流技术方案及其评价等。Linux内核时延　　主流Linux虽然部分满足POSIX1003.1b实时扩展标准，但还不完全是一个实时操作系统，主要表现为：　　*任务调度与内核抢占　　2.6版本内核添加了许多抢占点，使进程执行在内核代码时也可被抢占。为支持内核代码可抢占，在2.6版内核中通过采用禁用中断的自旋锁来保护临界区。但此时如果有低优先级进程在临界区中执行，高优先级进

6、程即使不访问低优先级所保护的临界区，也必须等待低优先级进程退出临界区。　　*中断延迟　　在主流Linux内核设计中，中断可以抢占最高优先级的任务，使高优先级任务被阻塞的最长时间不确定。而且，由于内核为保护临界区需要关闭中断，更加增长了高优先级任务阻塞时间。　　*时钟精度　　Linux通过硬件时钟编程来产生毫秒级周期性时钟中断进行内核时间管理，无法满足实时系统较高精度的调度要求。内核定时器精度同样也受限于时钟中断，无法满足实时系统的高精度定时需求。　　*其他延迟　　此外，Linux内核其他子系统也存在多种延迟。比如为了增强内核性能和减少内存消耗，Linux仅在需要时装

7、载程序地址空间相应的内存页。当被存取内容（如代码）不在RAM中则内存管理单元（MMU）将产生页表错误（Page-Fault）触发页面装载，造成实时进程响应时间不确定。Linux实时化技术发展　　主流Linux内核1.x、2.2.x和2.4.x版本的Linux内核无抢占支持，直到2.6版本的Linux内核才支持可抢占内核，支持临界区外的内核抢占和可抢占的大内核锁。在此基础上，Linux采用了下列两类实时化技术。　　*双内核方式　　Linux内核实时化双内核方式以RTLinux、RTAI和Xenomai等为典型代表。其中RT-Linux实现了一个微内核实时操作系统支