基于ARM的Linux实时抢占补丁的研究与实现.pdf

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1、第9期组合机床与自动化加工技术No．92015年9月ModularMachineTool＆AutomaticManufacturingTechniqueSept．2015文章编号：1001-2265(2015)09—0001—04DOI：10．13462／j．cnki．mmtamt．2015．09．001基于ARM的Linux实时抢占补丁的研究与实现水王帅华，杨东升，王允森，袁晓慧，。(1．中国科学院大学，北京100049；2．中国科学院沈阳计算技术研究所，沈阳110168)摘要：随着ARM处理器计算能力的提高，该类型的处理器在嵌入式领域的应用越来越广泛的同时，也得

2、到了数控系统的青睐。结合数控系统的实时加工技术的要求，通过分析和研究Linux实时抢占补丁(RT-Preemptpatch)技术，提出了一种基于ARM微处理器TIAM3358的嵌入式实时系统解决方案。在以TIAM3358为硬件平台的Linux嵌入式系统中实现了RT—Preempt的应用，并对任务调度延迟、中断响应延迟和优先级反转问题进行了测试。经试验证明，提出的实时系统解决方案可以满足中档数控系统实时加工的需求。关键词：可抢占实时补丁；嵌入式实时系统；嵌入式数控系统中图分类号：THl64；TG65文献标识码：AResearchandImplementationonR

3、T-PreemptPatchofLinuxBasedonARMWANGShuai—hua。YANGDong．sheng，WANGYun．sen．YUANXiao—hui’(1．UniversityofChineseAcademyofSciences，Beijing100049，China；2．ShenyangInstituteofComputingTechnology，ChineseAcademyofScience，Shenyang110168，China)Abstract：Wi山theincreaseincomputingpowerof删processor，thi

4、stypeofprocessorsareusedmoreandmorewidelyinembeddedfield，atthesanletime，theyarefavoredbytheCNCsystem．Throughanaly．sisandstudyoftheLinuxreal—timepreemptionpatch(RT．Preempt)presentedanewembeddedrea1．timesystemsolutionbasedonARMmicroprocessor1'IAM3358andIU’．Preempt．Fina1lY．thispapercomple

5、tedthemeasurementoftaskschedulelatency．interruptresponsedelayandpriorityinversionproblemwhichaf-fecttheperformanceofrea1．timesystem．Theresultsoftheexperimentsuppo~thattheperformanceofthatsolutioncanmeetthedemandofrea1．timeprocessingfromCNC。Keywords：real—timepreemptionpatch；embeddedreal

6、—timesystem；embeddedCNC时化改造。0引言对Linux的实时化改造有两种方法：嵌入式系统平台包括硬件平台和软件平台。硬件(1)对Hnux内核进行修改，优化Linux的实时性能；系统平台主要包括x86平台和以ARM为代表的RISC(2)采用双内核方案，增加一个实时内核，有实时平台。软件平台主要有Linux、WinCE、Vxworks、QNX要求的任务都在这个实时内核上运行，标准Linux内和pSOS等系统平台⋯。基于x86的处理器功耗大、成核作为这个实时内核优先级最低的一个进程34。。本高、体积大并且外围电路复杂，而基于ARM的处理对Linux内核

7、改造的主要产物有：RED．Linux、器功耗低、成本低、体积小并且外围电路简单。ARMHard—hatLinux、Kurt-Linux和RT—Preempt等J。对标处理器的计算能力不断提高，最新的ARM处理器的已准Linux实施双内核改造的产物有：RTLinux、RTAI经可以满足中档数控系统计算能力的要求。Linux(Real-TimeApplicationInterface)和Xenomai等。系统作为嵌入式软件系统有它独特的优势，其开源的与使用双内核的方法相比，对标准Linux内核直特性使我们可以对其进行深度定制和实时性改造。接改造的方法更适合在新硬件平