通用调度框架的改进及其在Linux中的实现

在嵌入式Linux实时系统中,要求内核对不同时问约束的任务采用不同的调度算法.但目前Linux内核采用单一的实时调度模式,不能灵活地执行多种调度算法,也就无法满足实时系统中实时任务的时间约束.引入了一种能够在Linux内核调度中执行多种调度算法的框架,即通用调度框架(GSF),并改进了其中的多算法调用机制,从而更好地在Linux内核中实现GSF.     

基于嵌入式Linux 2.6的实时优化

在分析了国内外嵌入式Linux实时技术的基础上,根据Linux 2.6内核和嵌入式实时操作系统的特点,采用直接修改Linux内核的方式,从中断线程化、自旋锁可抢占、优化O(1)调度算法三个方面提出了一种针对Linux 2.6的实时优化方案。该方案的提出使得Linux2.6的实时性能在内核可抢占的基础上得到了进一步的提高,扩充了Linux在嵌入式领域的实时应用。     

基于嵌入式Linux2．6的实时优化

在分析了国内外嵌入式Linux实时技术的基础上,根据Linux2.6内核和嵌入式实时操作系统的特点,采用直接修改Linux内核的方式,从中断线程化、自旋锁可抢占、优化O(1)调度算法三个方面提出了一种针对Linux 2.6的实时优化方案.该方案的提出使得Linux2.6的实时性能在内核可抢占的基础上得到了进一步的提高,扩充了Linux在嵌入式领域的实时应用.     

RTLinux调度策略的研究

RTLinux是Linux的嵌入式实时内核，本文首先分析了RTLinux的工作原理和两种典型的实时调度算法(RMS和EDF)，然后深入分析了RTLinux下的动态调度器EDF和它的实现方法，并通过编程实现了EDF在SRP协议下的调度。     

Linux 2.6调度系统的分析与改进

Linux2.6内核实现了内核可抢占,并且实现了O(1)调度算法,但是其时钟粒度仍然比较粗糙,并且其交互式优先的思想对嵌入式场合硬实时的支持是不够的。我们通过对其特点的研究,有针对性的提出使用双内核时钟处理系统优化时钟粒度,结合资源预留策略对实时任务调度算法做出特别优化,最终实现某些嵌入式场合在CPU层面对实时调度的要求。     

Linux核心调度机制的实时改造及应用研究

针对网络多媒体系统的实时应用需求，本文对Linux2．4核心的调度机制进行了改造。通过将弱硬实时调度算法、挪用调度算法、反馈调度算法继承到Linux核心调度机制中，提高了核心的实时性能；最后通过实际应用检验了改造后的Linux系统在处理网络多媒体数据时的实时性能。     

Linux操作系统实时性分析

随着Linux操作系统在嵌入式实时系统中的广泛应用，有效地提高Linux有限的实时性能是一个重要问题，而Linux内核可抢占调度是实时性能的改进的关键。对Linux内核调度器的工作原理进行了深入分析，并阐述了调度延迟是其实时性不强的原因，然后介绍通过可抢占机制对Linux内核进行改造，测试了改进后的内核的实时性。     

Linux实时调度策略的研究与改进

增强标准Linux系统的实时性能,是当前实时操作系统研究领域的一个热点.通过研究影响Linux 实时性能的因素,分析Linux系统在实时性方面的不足和各种实时调度算法.分析中引入了二阶实时调度策略来改善嵌入式Linux系统的实时性.     

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。     

Linux内核的实时支持的研究与实现

目前嵌入式计算的发展对实时多任务操作系统（RTOS）的需求日益迫切，而Linux内核的实时支持研究为迎合这种需求提供了新的可能性，通过从中断控制，实时调度策略，内核抢占机制及细粒度时器几方面深入研究与实现了Linux内核的实时支持，以使之成为一个较为完善的RTOS，通过把实时部分设计为可配置单元，以保留Linux原有系统支持及API．另外，为扩展系统适用范围，提出了可支持多实时调度策略的二阶段调度方案，同时指出了当前方案的不足和今后的研究方向。     

改善Linux核心可抢占性方法的研究与实现

随着开放源码的Linux应用逐渐普及，改进Linux的性能，使其适用于实时领域成为一个极具潜力的发展方向．在参考了与此相关的研究的基础上，该文对改善Linux核心可抢占性的方法提出了3个改进措施：中断管理进程化、改进互斥锁的机制和增加互斥锁协议支持，并在Linux2．2系列的核心上加以实现．试验证明，这些改进达到了减少系统的抢占粒度，提高调度精度的目的。     

Catching two rabbits: adaptive real‐time support for embedded Linux

The trend of digital convergence makes multitasking common in many digital electronic products. Some applications in those systems have inherent real‐time properties, while many others have few or no timeliness requirements. Therefore the embedded Linux kernels, which are widely used in those devices, provide real‐time features in many forms. However, providing real‐time scheduling usually induces throughput degradation in heavy multitasking due to the increased context switches. Usually the throughput degradation becomes a critical problem, since the performance of the embedded processors is generally limited for cost, design and energy efficiency reasons. This paper proposes schemes to lessen the throughput degradation, which is from real‐time scheduling, by suppressing unnecessary context switches and applying real‐time scheduling mechanisms only when it is necessary. Also the suggested schemes enable the complete priority inheritance protocol to prevent the well‐known priority inversion problem. We evaluated the effectiveness of our approach with open‐source benchmarks. By using the suggested schemes, the throughput is improved while the scheduling latency is kept same or better in comparison with the existing approaches. Copyright © 2008 John Wiley & Sons, Ltd.     

Deadline scheduling in the Linux kernel

During the last decade, there has been a considerable interest in using Linux in real‐time systems, especially for industrial control. The simple and elegant design of Linux guarantees reliability and very good performance, while its open‐source license allows to modify and change the source code according to the user needs. However, Linux has been designed to be a general‐purpose operating system. Therefore, it presents some issues like unpredictable latencies and limited support for real‐time scheduling. In this paper, we present our experience in the design and implementation of the real‐time scheduler that has been recently included in the Linux kernel. The scheduler is based on the Resource Reservation paradigm, which allows to enforce temporal isolation between the running tasks. We describe the genesis of the project, the challenges we have encountered, the implementation details and the API offered to the programmers. Then, we show the experimental results measured on a real hardware. Copyright © 2015 John Wiley & Sons, Ltd.     

Linux实时调度方案的设计与实现

作为一个分时系统，Linux的设计目标为提高吞吐率和平均响应时间，因此采取了基于时间片的调度策略，显然这种机制无法保证实时任务得到及时响应和调度．为了改进Linux操作系统的实时性能，探讨了基于Linux的实时操作系统RFRTOS中的实时调度机制．实验验证，所做改进有效地提高了Linux的调度精度，满足了软实时方面的需求．     

实时系统中的非定期任务调度算法综述

非定期任务调度是实时系统中的一个重要研究内容，综述了实时系统中非定期任务调度算法的研究与进展，按照这些算法的特征分为基于服务器的算法与基于空闲时间的算法两大类别，并着重对每个类别中的不同算法的特征与性能进行了分析，通过对这些算法的比较与分析，希望为实时系统的研究与开发者提供有意义的参考，最后还给出了非定期任务调度进一步研究的思路与建议。     

Timing analysis of the PREEMPT RT Linux kernel

In the theory of real‐time scheduling, tasks are described by mathematical variables, which are used in analytical models in order to prove schedulability of the system. On real‐time Linux, tasks are computer programs, and Linux developers try to lower the latencies caused by the Linux kernel, trying to achieve faster response for the highest‐priority task. Although both seek temporal correctness, they use different abstractions, which end up separating these efforts in two different worlds, making it hard for the Linux practitioners to understand and apply the formally proved models to the Linux kernel and for theoretical researchers to apply the restrictions imposed by Linux for the theoretical models. This paper traces a parallel between the theory of response‐time analysis and the abstractions used in the Linux kernel. The contribution of this paper is threefold. We first identify the PREEMPT RT Linux kernel mechanisms that impact the timing of real‐time tasks and map these impacts to the main abstractions used by the real‐time scheduling theory. Then, we describe a customized trace tool, based on the existing trace infrastructure of the Linux kernel, that allows the measurement of the delays associated with the main abstractions of the real‐time scheduling theory. Finally, we use this customized trace tool to characterize the timing lines resulting from the behavior of the PREEMPT RT Linux kernel. Copyright © 2015 John Wiley & Sons, Ltd.     

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。     

ARM Linux中断处理实时性能分析

ARM Linux被广泛地应用于嵌入式系统,但是ARM Linux的实时性能并不尽如人意。该文研究ARM Linux中断处理过程,分析了其实时性能,在Intel PXA255开发板DBPXA255上测试了各种负载情况下中断延迟,并就提高ARM Linux中断处理的实时性能提出建议。     

单处理器系统的实时调度算法研究

实时调度算法是实时系统中的关键技术。文章在研究单处理器系统中常用实时调度算法：固定优先级调度算法和动态优先级调度算法基础上，详细分析了常用固定优先级调度算法RM、DM算法和动态优先级调度算法EDF、LLF和MLLF算法的运算过程和使用条件，提出了各个算法在实际应用中存在的问题，为实际应用中选择何种实时调度算法确定了依据。     

基于特征尺度均衡的Linux系统双阈值任务调度算法

在嵌入式Linux操作系统的设计和应用中,操作系统经过移植后运行在不同的硬件平台上,它需要一种有效的任务调度算法来实现进程管理和内存管理,以提高系统运行效率.提出了一种基于特征尺度均衡的Linux系统双阈值任务调度算法,分析了嵌入式Linux的内核结构,构建了系统任务调度模型.该算法对以往各类型任务的到达频率、执行时间等信息流进行统计,并提取特征尺度,在Linux系统的全局任务调度中心将所有任务进行融合,输入系统总调度器,得到尺度优化目标函数,进行特征尺度均衡处理;把均衡后的特征尺度时间轴划分成各个相邻但不重合的任务匹配平滑窗口,通过双阈值权衡判决实现对Linux系统的任务调度.仿真结果表明,采用该算法进行Linux嵌入式任务调度,具有较高的执行效率,CPU利用率高,整体性能优于传统算法.