基于Xenomai的Linux实时性研究与实现.pdf

《基于Xenomai的Linux实时性研究与实现.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、2013年11月机床与液压NOV．2013第41卷第22期MACHINETO0L&HYDRAULICSVo1．41No．22DOI：10．3969／j．issn．1001—3881．2013．22．046基于Xenomai的Linux实时性研究与实现龚发云，陈刘洋，汤亮(湖北工业大学机械工程学院，湖北武汉430068)摘要：由于工业上对嵌入式系统的实时性要求越来越高，针对Linux的实时性不足进行分析，提出基于Xenomai的双内核解决方案。介绍了Xenomai的基本架构和ADEOS的基本原理，并构建了Xenomai／Linux的运行环境。实验结果表明：基于X

2、enomai的Linux系统实时性得到了显著提高，能够完成工业中的硬实时性任务。关键词：Linux；Xenomai；嵌入式系统；实时性中图分类号：TP316．2文献标识码：A文章编号：1001—3881(2013)22—130—3ResearchandImplementationonRea1．timePerformanceofLinuxBasedonXenomaiG0NGFayun．CHENLiuyang，TANGLiang(SchoolofMechanicalEngineering，HubeiUniversityofTechnology，WuhanHubei

3、430068，China)Abstract：Asforthehigherrequirementtoreal-timeembeddedsystemsinindustry，therealtimedeficiencyofLinuxsystemwasanalyzed，thedual—coresolutionbasedOilXenomaiwaspresented．BasicarchitectureofXenomaiandbasicprinciplesofADEOSwereintroduced，andtheXenomai／linuxoperatingenvironment

4、wasbuilt．TestresultsshowthatbasedonXenomai，realtimeofLinuxsys—ternisimprovedgreatly，whichcanbeusedtoaccomplishthetaskofhardrealtimeinindustry．Keywords：Linux；Xenomai；Embeddedsystem；Real—time随着网络化、信息化、智能化的发展，嵌入式系Linux2．6中，内核虽然已经改为可抢占式，但是只有统已经广泛应用在家电、军事、工控、汽车等行业之在没有显式禁用内核抢占同时内核在执行异常程序中

5、。由于Linux具有开源性、稳定性、支持多种平台时，才能进行内核抢占，并且也还存在着大量的不可等优点，越来越受到人们的欢迎。但是Linux是一个抢占区域。分时的操作系统，在一些要求严格的实时应用场合受(2)调度方式。标准Linux是采用时间片轮转的到限制，所以出现了很多对其进行实时性改造的方调度策略，这种分时的调度方式虽然可以让进程公平案，其中典型的有RTLinux(Real—TimeLinux，实时地使用处理器和其他资源，但是并不能保证对时间要Linux)和RTAI(ReahimeLinuxApplicationInterface，求严格或者高优先级的线程将

6、优于低优先级执行，严实时应用接口)。前者已经被风河公司收购已被商业重降低了其实时性。化；后者虽然实时性能不错，但是更倾向于内核态的(3)时钟粒度。时钟相当于整个操作系统的脉实时研究，减弱了用户态的实时性。相对于上面提到搏，是计算机系统的主要组成部分。时钟粒度与进程的两种方案来说，Xenomai在用户态的实时性研究方响应的延迟性是正比关系，也就是说粒度越大，延迟面更加专业，不仅提供了相关的硬件支持，而且还提性越长，标准Linux的时钟中断周期是10ms，而一供多种实时操作系统的API，在保持应用系统的实时般硬实时性的场合都是微秒级的响应精度，显然无法性外，也具有

7、很好的稳定性和兼容性。满足该要求。1Linux内核的不足及改进方案(4)中断机制。Linux在进行中断处理时都会关虽然Linux与其他的商业嵌入式系统比较起来具闭中断，这样可以更快地完成自己的任务，但是在此有明显的优势，但其自身也有一些不足。Linux是期间如果有更高优先级的中断发生，系统也无法响Unix的克隆，而Unix是一款分时的操作系统，所以应，必须等到当前中断任务处理完毕。这样有可能引在实时陆问题上必将有些缺陷。主要体现在以下几个起一些严重的系统错误，同时也大大降低Linux操作方面：系统的实时性。(1)内核抢占机制。Linux2．4和以前的内核都目前

8、一般有以下两种方法解决Linux实时性