基于RTAI嵌入式Linux硬实时性能研究与实现

嵌入式Linux系统由于不支持硬实时任务,限制了其在电能质量监控系统等高实时性领域中的应用。本文介绍了嵌入式Linux系统的实时性,并利用RTAI(RealTimeApplicationInterface)对嵌入式uClinux系统进行了实时性扩展,将RTAI-Lin-ux双内核系统实际应用于电能质量监控实验平台,并通过与uClinux系统的对比实验验证了该系统的硬实时性能,证明其满足电能监控领域的实时性要求。

基于LINUx的硬实时计算

一、引言随着科学技术的发展,计算机的应用已经深入到人类社会的每一个领域,成为人们日常生活中不可缺少的一部分。从军用高技术装备到信息家电,从通信设备到医疗仪器,从工业控制系统到智能仪器、仪表,无一处不依靠计算机。作为计算机的灵魂,操作系统的重要性是不容置疑的。

硬实时内核智能变电站继电保护实时数字闭环仿真系统

以RTDS为例分析目前实时数字闭环仿真系统性能要求,提出了基于改进的Linux硬实时内核与智能保护装置的实时数字闭环仿真系统,分别探讨了系统实时性和闭环的实现原理。该系统以传统PC机为硬件,以改进Linux硬实时系统为软件平台,以智能保护装置为试验对象,搭建实时数字闭环仿真系统。

嵌入式Linux2.6核硬实时性能研究与优化

对Linux操作系统实时技术进行了深入的研究,以Linux2.6核为主要对象,针对Linux在临界区造成系统反应延迟的不确定因素,提出进程进入临界区时延迟锁的技术,并引入一种高精度时钟定时器的方法,提高了系统的实时性能,使Linux可以达到微秒级的响应.经实验证明,这些改进能有效减少系统的响应时间,可以满足绝大多数嵌入式硬实时系统的要求.

基于有限的共享资源模型实现嵌入式硬实时Linux

首先分析了采用双核方案实现硬实时Linux存在的问题,然后基于有限的共享资源模型提出了一种在单Linux内核上实现嵌入式硬实时Linux的新思路,并在Linux 2.6内核上予以完整实现。在目标平台上实测结果表明,从硬实时任务中断产生到硬实时任务得到调度执行的最大延迟小于100μs,可以满足绝大多数嵌入式硬实时系统的要求。

嵌入式Linux硬实时性的研究与实现

着重论述了增强嵌入式Linux实时性的基本策略,在实际项目中提出并实现了在实时硬件抽象层(RTHAL)的架构下,应用双内核机制使嵌入式Linux支持硬实时性的一种新的方案。

嵌入式操作系统的硬实时微内核设计

目前的嵌入式实时操作系统存在着内核结构较为复杂、臃肿、稳定性不高、对硬实时应用支持不足等问题。针对这些问题,结合现有的操作系统内核理论及嵌入式实时系统的特殊需求,通过组件化的设计,将内核划分为核心态基本模块及用户态扩展模块,提供多种进程间通讯(IPC)方式,并引入独特的硬实时抢占式调度机制,设计出一种精炼、稳定的硬实时微内核。通过这种设计思路成功开发出了昊鹏(Hopen)操作系统新版内核,应用于最新的3G手机产品上,取得了非常好的效果。

Linux硬实时性的具体实现

对Linux进行实时性改进是嵌入式操作系统领域的一个研究热点。本文就实时进程的调度、时钟的实时性改进,以及软中断模拟等方面提出了一些改进的方法,以进一步提高Linux的实时性。

“硬实时”为Linux注入新活力

本文从Linux在设备软件领域应用的日益广泛引出Linux在实时性方面值得关注的问题,简要介绍了"硬实时"与"软实时"的差异,以及哪些应用场合必须要求"硬实时"的设备软件平台,最后指出了获得真正硬实时Linux解决方案的途径。

嵌入式硬实时Linux——RTAI编译安装实现

作为一个完全开放的硬实时系统，RTAI（Real-Time Application Interface）支持x86、PowerPC和ARM等处理器，其实现方案类型于RT Linux，是双内核系统，即利用Linux内核，同时增加一个实时内核，两个内核共同工作，获得其他类型实时系统所不能达到的优势，实时内核和分时通用内核（Linux内核）分别用来运行实时任务和非实时任务。本文对其编译安装全过程进行了详细介绍。

Linux实时抢占补丁研究及实时性能测试

准确的量化数据可作为评测及选择实时Linux系统的参考依据。研究实时Linux系统中实时抢占补丁的关键特性,提出一种代码插桩的实时性能评测方法。在增加实时抢占补丁的Linux操作系统上加载运行测试程序,利用测试程序关键位置的代码探测段来获取运行系统中的重要信息,以完成实时性能的评测。对基于数控平台上该实时系统的中断响应时间和上下文切换时间等评测指标进行测试,结果表明,与标准Linux系统的评测指标相比,该系统的中断响应时间和上下文切换时间分别约减少10%和99%,达到了硬实时系统的要求,满足数控应用的实时需求。

基于嵌入式Linux的实时优化方案

在分析了国外两种主流嵌入式Linux实时化的实现方法的基础上,根据实时操作系统和Linux的特点,就实时调度策略、细粒度定时器等几个方面提出了改善系统实时性的一种优化方案。

基于LINUX的通用实时控制软件设计

本文简要介绍了实时操作系统的概念,对RTAI与LINUX相结合的双内核硬实时操作系统进行了深入的研究,设计了基于双内核的通用实时操作系统的结构框架。并实现了高速数据采集卡、光纤卡、多串口等硬件的LINUX实时高速驱动,并在实时控制平台上实现了相关控制和仿真算法。最终在此基础上开发了基于UNIX/LINUX的高速硬实时控制软件,试验表明其具有较高的运行效率。

基于嵌入式Linux的实时性分析

为了改善嵌入式Linux在实时应用中的不足,从软中断模拟技术、可抢占式内核机制等方面给出了改善系统实时性能的方法,中断软件模拟被用来解决多个中断同时发生的情形,双核结构使Linux内核成为完全可被抢占实时内核,使用实时核来运行实时任务,Linux内核来运行非实时任务,提高了嵌入式Linux内核的实时性,并且拓展了实时系统的应用范围。

嵌入式Linux多任务实时调度算法及应用研究

本文论述了实时嵌入式Linux的实现机制,详细讨论了实现实时的两种方法:一种是硬件和软件相结合的中断机制,另一种是实时调度机制和各种实时算法。

反馈EDF调度算法对μC/OS-Ⅱ内核的改进与实现

能耗问题已经成为嵌入式系统研究的热点之一,越来越多的嵌入式处理器支持动态电压调整(DVS)技术以减少电能消耗。分析了一种适用于硬实时系统的基于DVS的反馈EDF调度算法,针对其在实际应用中的不足进行了改进,详细介绍了如何利用改进后的算法修改μC/OS-Ⅱ内核的调度策略使其适用于采用DVS技术的硬实时系统。实验结果表明,改进后的μC/OS-Ⅱ符合硬实时应用的要求且节能效果显著。

基于uC/OS-Ⅱ的ARM9引导程序设计与实现

针对嵌入式设备专有引导程序开发周期长、移植困难,开源引导程序代码体积大、启动速度慢等问题,提出基于uC/OS-Ⅱ内核的ARM9引导程序设计方法。首先根据S3C2410处理器特点对uC/OS-Ⅱ内核进行移植;其次在分析uC/OS-Ⅱ内核启动流程基础上,设计基于uC/OS-Ⅱ内核的引导程序功能结构,建立功能调度任务和任务调度优先级,移植设备驱动和看门狗程序;最后分析内核引导程序完整启动流程与命令行功能,生成引导程序映像并与U-boot进行实验比较。实验结果表明,设计的引导程序体积小、启动速度快,提高了引导程序的可移植性,降低了引导程序的开发难度和开发周期,为引导程序的开发提供了一种新思路。

基于ARM的卫星定位接收机的软件设计

介绍了一种基于ARM的卫星定位接收机的实现;北斗二代卫星定位接收机作为一种高实时性嵌入式系统应用,在操作系统使用上,利用RTAI(Real Time ApplicationInterface)对嵌入式Linux内核进行实时性扩展,组成双内核系统,再整合实时任务的应用模块一起实施于基于ARM9处理器的接收机硬件平台;通过实验验证,其满足了新一代卫星定位接收机的实时性要求。

基于ARM的卫星定位接收机的软件设计

介绍了一种基于ARM的卫星定位接收机的实现;北斗二代卫星定位接收机作为一种高实时性嵌入式系统应用,在操作系统使用上,利用RTAI(Real Time Application Interface)对嵌入式Linux内核进行实时性扩展,组成双内核系统,再整合实时任务的应用模块一起实施于基于ARM9处理器的接收机硬件平台;通过实验验证,其满足新一代卫星定位接收机的实时性要求。

把握嵌入式Linux发展命脉

Linux激情遭遇嵌入式 对于嵌入式系统,大家早已不陌生。随着信息家电(Information Appliance)等应用的呼声越来越高,掀起了业界对嵌入式系统的“追逐”热潮。而Linux以其独有的魅力,迅速成为这一领域的主角。显然,将Linux应用于嵌入式系统的开发有如下一些优点: