基于Linux的嵌入式操作系统实时性研究

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随着微电子行业的发展,在嵌入式产品不同领域,实时应用的需求日益扩大,对操作系统的实时性能也提出了越来越高的要求。Linux作为最主要的开源操作系统,具有性能稳定、兼容UNIX、支持多种处理器、网络功能强、安全性高、内核可以剪裁等一系列优点,正迅速进入实时领域。  Linux最初是作为通用操作系统而设计开发的,其设计的基本原则是尽量缩短系统的平均响应时间并提高系统的吞吐量。所以其实时性能还是比较差,不能保证实时任务的响应时间。对Linux实时改造主要基于两种思路:一,采用双核方案, Linux内核作为一个优先级最低的任务和所有实时任务一起运行在一个实时微内核之上,可以达到硬实时标准。二,标准内核改造方案,通过减小系统调度延迟,中断延迟,优化Linux的实时性能,达到软实时的标准。  本文以Linux标准内核源代码为基础,分析了中断处理机制,软中断机制,进程调度策略;在此基础之上加入单次触发时钟中断,并改进软中断执行机制,在保证系统稳定的情况下最大限度的降低中断导致的延迟;分析了动态优先级实时调度策略EDF,并基于SLAD&BACKSLASH算法对EDF作出改进,改进后的调度策略对减小实时任务的截止期错失率DMR有较好效果。
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