增强Linux内核实时任务调度性能的研究

分析基本Linux内核的调度策略,指出其应用于实时系统时存在的不足,提出了一种增强Linux内核调度性能的实时任务调度策略和调度算法。结合任务的关键性、截止期和执行时间三要素,该调度策略通过三运行队列代替原Linux内核的单运行队列,分别对应系统的硬实时、软实时和非实时任务,保证了硬实时任务的实时性;不同于简单的FIFO调度算法,该调度算法根据任务的最小松弛时间和重要性来确定其在当前运行队列中的优先级,仿真结果表明此算法提高了实时调度性能。     

嵌入式Linux实时性能设计与实现

提出在快速自愈路由协议与试验系统中使用的嵌人式实时操作系统的设计方案是采用修改内核的方法,将低延迟方案与抢占方案结合共同提高Linux内核抢占性能,并对调度进行了改进,将原Linux系统中只有一个可运行队列的方式改为对每一个实时优先级给出一个可运行进程队列,每一个运行队列有一个标志,表明该队列是否为空,系统中还有一个变量,变量的值为当前可运行进程的最高优先级,进程调度时,取优先级最高的可运行队列。     

CBS算法的RTAI内核调度器设计

近年来基于双内核架构增强Linux操作系统实时性的RTAI[1](Real-Time Application Interface)在工业控制等硬实时领域已经得到了越来越多的应用.本文提出的调度器通过采用基于服务策略的CBS算法对RATI内核下的EDF调度器进行扩展,可以保证分配一定的CPU资源供Linux上的软实时应用,即使在有硬实时任务并发时也能得到处理器资源.实验结果证明了基于CBS算法扩展RTAI内核调度器的正确性.     

CBS算法的RTAI内核调度器设设

近年来基于双内核架构增强Linux操作系统实时性的RTAI^[1]（Real—Time Application Interface）在工业控制等硬实时领域已经得到了越来越多的应用。本文提出的调度器通过采用基于服务策略的CBS算法对RATI内核下的EDF调度器进行扩展，可以保证分配一定的CPU资源供Linux上的软实时应用，即使在有硬实时任务并发时也能得到处理器资源。实验结果证明了基于CBS算法扩展RTAI内核调度器的正确性。     

Linux 2.6内核调度机制剖析与改进①

详细剖析了Linux 2.6内核进程调度的时机、调度策略、调度有关的重要数据结构、O(1)调度算法实现,以及Linux 2.6内核新引入的内核抢占机制。为了使Linux 2.6内核支持硬实时应用,提出了改进的最小裕度优先调度算法。该算法通过引入抢占阈值,从而减少颠簸现象造成的系统资源浪费,并提高了实时处理效率。     

嵌入式Linux操作系统的实时性能研究与改进

从三方面提出改善Linux实时性能的措施：为提高嵌入式应用响应时间精度,提出两种细化Linux时钟粒度方法;为增强系统内核对实时任务的响应能力,增强Linux内核的可抢占性,提出插入抢占方法;为扩展系统适用范围,提出可支持多实时调度策略的调度方案。     

Linux系统实时性能增强方法的研究

标准Linux系统采用非抢占式内核,中断服务例程在执行过程中处于屏蔽状态,实时任务响应因为中断屏蔽可能被延时,实时任务响应具有不确定性,因此标准Linux系统不具有硬实时特性,其实时性能是软实时特性。增强标准Linux系统的实时性能,使其具有硬实时特性,是当前实时操作系统研究领域的一个热点。论文研究了影响Linux实时性能的因素,分析目前流行的增强标准Linux实时性能的方法,比较了相应实时Linux产品的优缺点,引出了基于资源的新型实时操作系统的模型。     

Linux系统实时性能增强方法的研究

标准Linux系统采用非抢占式内核,中断服务例程在执行过程中处于屏蔽状态,实时任务响应因为中断屏蔽可能被延时,实时任务响应具有不确定性,因此标准Linux系统不具有硬实时特性,其实时性能是软实时特性.增强标准Linux系统的实时性能,使其具有硬实时特性,是当前实时操作系统研究领域的一个热点.论文研究了影响Linux实时性能的因素,分析目前流行的增强标准Linux实时性能的方法,比较了相应实时Linux产品的优缺点,引出了基于资源的新型实时操作系统的模型.     

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。     

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Linux2．6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100ps，可以满足绝大多数嵌入式硬实时系统的要求。     

嵌入式Linux下的实时性增强方案

分析了嵌入式Linux在实时性方面的不足,针对Linux2.6内核的中断运行机制、内核不可抢占性、自旋锁及大内核锁等问题进行研究,提出相应的实时性改进方法。测试表明,改进后的嵌入式Linux实时性效果较好。     

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。     

Linux实时化方法研究与一种实现

标准Linux对实时应用提供了有限的支持。为了改进Linux的实时性能,详细分析了目前Linux实时化的主要技术方法和研究进展,通过从内核抢占机制、中断控制、细化时钟粒度及实时调度策略几方面深入研究,实现了一种Linux内核实时方案。实验结果显示,所做改进以不大的代价有效地提高了Linux的实时性能。同时指出了方案的不足和今后的研究方向。     

嵌入式Linux实时化关键技术

介绍了Linux在实时方面存在的三个主要问题:内核抢占、实时调度算法和时钟细粒度定时器。针对这三个问题提出了解决的措施,并对Linux嵌入式实时化技术进行了探讨。     

Linux抢占式内核的研究与实现

随着Linux操作系统的成功应用,尤其是在嵌入式实时应用领域,Linux实时性能的提高成为一个很重要的因素.系统核心的可抢占性是决定系统实时性能的一个重要条件,而Linux的核心是不可抢占的,通过将Linux的内核改造为可抢占式内核,可缩短系统的响应延时,提高Linux的实时性.分析了几种实现抢占式内核的方法,介绍了一种实现Linux可抢占式内核的方法,并对其实现细节进行了详细的说明.     

基于Linux的嵌入式工业测控系统

该文针对当前工业控制领域网络控制技术的快速发展，给出了一种应用于测控系统的基于Linux的嵌入式系统的设计方案。利用Linux自身提供的条件编译系统，初步解决了Linux作为嵌入式操作系统面临的一些问题。并利用实时应用接口（RTAI）来增强Linux的实时性，引入实时硬件抽象层结构（RTHAL），利用Linux的内核模块机制提供实时服务和完成实时任务，解决了LinuX实时性不足的问题。通过数据采集程序的实现给出了在RTAI-Linux环境下开发实时应用程序的设计方法。     

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.