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。     

Linux内核2．6进程调度分析与改进

对Linux内核2.6进行了进程调度分析,阐述了Linux内核2.6提高实时性的各方面因素.同时针对Linux内核2.6三种基本的调度策略SCHED-OTHER,SCHED-FIFO,SCHED-RR存在调度实时性不强的问题,提出了四种改进调度实时性的调度算法:静态优先级的RM调度算法,动态优先级的EDF,LSF调度算法及一种混合的调度算法.这四种方法都在不同程度上提高了Linux内核2.6的实时性能.为了让Linux更好地应用到实时系统中去,今后应当研究更切实有效的调度算法来提高Linux实时性.     

改善嵌入式Linux实时性能的方法研究

分析了Linux的实时性,针对其在实时应用中的技术障碍,在参考了与此相关研究基础上,从三方面提出了改善Linux实时性能的改进措施。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,采用插入抢占点和修改内核法增强Linux内核的可抢占性;为保证硬实时任务的时限要求,把原Linux的单运行队列改为双运行队列,硬实时任务单独被放在一个队列中,并采用MLF调度算法代替原内核的FIFO调度算法。     

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.     

Linux2.6内核的实时调度的研究

本文分析了Linux2.4调度系统的缺陷,详细研究了Linux2.6调度系统在实时调度上所做的改进,主要研究了O(1)调度算法以及内核可抢占的调度.     

Linux温度感知的调度器研究与实现

针对处理器的温度管理问题,在操作系统层次上提出一种轮转调度算法,改进基于门限温度的调度算法,并在Linux内核中实现了这两个算法。将SPEC2K进行分类并组合成不同冷热特性的负载,在Intel双核处理器下进行了测试。表明Linux基准调度程序在调度方面缺乏有效的温度管理。基于门限温度的调度算法把热的任务迁移到冷的处理器上,缓解了处理器的温度过高问题。轮转调度算法有规律地让任务在双核上执行相等的时问,更好地平衡了处理器的温度,并且系统的吞吐量不受影响。     

基于Linux内核的实时调度机制研究及实现

分析了Linux操作系统内核提供的软实时调度机制及其存在的问题,阐述了基于Linux内核构建实时Linux操作系统的技术方案。着重介绍了RTLinux实时内核的结构框架,并对RTLinux的中断处理机制与调度机制进行了设计与实现。     

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.     

Linux 2.6内核进程调度分析

Linux操作系统是一种支持多任务、多用户和多处理器的现代通用操作系统。2.6内核的Linux支持O(1)级进程调度算法,支持可抢占内核,相比于2.4内核具有更好的实时性能。文中基于Linux 2.6.10内核源代码,分析了Linux 2.6内核的进程调度系统。并在详细介绍关键数据结构的基础上,阐述了进程调度算法的原理,并对实时进程的支持作了分析。     

满足实时云任务需求的主动响应式工作流调度模型

为了改善云平台中多工作流调度时的执行代价和资源利用率,提出一种满足实时云任务需求的主动响应式工作流调度算法.该算法可以分别针对新工作流的到达、任务完成后的虚拟机资源提供、紧迫任务到达等做出主动的实时响应调度策略,从而充分利用虚拟机资源的空闲时槽和更大化的任务并行程度,以混合形式调度来自不同工作流的任务.在确保截止期限约束的同时,有效满足实时云任务的调度需求.大量实时工作流的仿真测试表明,与另外几种同类型算法相比,该算法不仅可以降低任务执行代价,而且可以得到更高的资源利用率,实现算法预期效果.     

基于Linux的多核实时任务调度算法改进

嵌入式实时系统通常被实现为多任务系统,以满足多个外部输入的响应时间的最后期限约束。Linux内核中已经实现了基于EDF(Earliest Deadline First)调度算法的DL调度器,使得实时任务能在截止期限内运行完成。但对于多核处理器,由于实时任务在EDF算法下会出现Dhall效应,论文对 Linux内核中实时任务调度算法进行了改进。在EDF算法的基础上,实现LLF(Least Laxity First)调度算法并对其加以改进,通过降低任务上下文切换频率以及减少松弛度的计算来减小调度过程中的颠簸现象。实验证明该方法既避免了Dhall效应,又减少了任务上下文切换带来的系统开销,并使得任务能在截止期限内完成调度,取得了较好的调度性能。     

A Scheduling Extension Scheme of the Earliest Deadline First Policy for Hard Real-Time Uniprocessor Systems Integrated on Posix Threads Based on Linux

The Linux operating system has been employed to execute numerous real-time applications. However, it is limited to support soft real-time systems by two scheduling policies: First-In-First-Out and Round Robin. For real-time systems with critical constraints, the soft real-time support and these scheduling policies are still insufficient. In this work, the Earliest Deadline First scheduling policy, which has been shown in theory to be an optimal one in uniprocessor systems, is introduced as an extension of the Linux kernel. This policy is implemented into the real-time class, without the necessity of defining an additional class. The Linux kernel affords capabilities of a hard real-time operating system by an RT-Preempt patch, enabling the use of Linux to implement hard realtime systems. The integration is compliant with the POSIX real-time and thread standards, ensuring applications portability, employing the GLIBC library. In order to validate the proposed implementation, a set of experiments is conducted, showing that a real-time system that cannot be feasibly scheduled using existing policies, attains feasibility when it is scheduled using the integrated Earliest Deadline First policy.     

支持SAR系统高分辨率实时成像的实时系统解决方案

随着信息技术的发展，用于军事、地理、自然灾害扫描探测的合成孔径雷达系统（SAR）对其成像能力的分辨率和实时显示要求越来越高，因此，研究具有自主知识产权的，可以实时处理高分辨率成像的实时系统迫在眉睫，针对实时数据接收，存储，显示和处理等核心问题，提出了一种实时系统解决方案，该方案通过对Linux内核的实时扩展，实现了可达到高处理机利用率的多任务实时调度方法，可支持混成调度；在应用层实现符合实时需求的功能模块；为DSP板开发实时驱动，形成了从硬件驱动层和操作系统层，直到应用软件层的完整实时计算体系。     

基于反馈算法的灵活实时调度器的设计与实现

实时调度程序通常会预留大量资源和提供种类繁多的调度算法,这样会造成资源浪费和复杂的系统结构。灵活调度的目的是减少资源浪费和简化系统结构。本文提出的灵活调度模型克服了以往灵活调度模型的缺点,将控制理论和实时系统负载调节算法相结合,动态调整实时系统的参数,从而保证了实时系统的可调度性和稳定性。在Linux 2.4.0核心上实现的灵活调度服务器RT_Server验证了该灵活调度模型的高效性和实用性。     

一种实时性O(1)调度改进算法*

实时进程调度算法在任务调度过程中对于公平性体现不够。为了解决这个问题,在Linux 2.6.11内核的基础上作了改进,提出了一个兼具公平性和实时性的RMOSA(realtime modified O(1) scheduling algorithm)算法。保留了I/O队列以缩短I/O请求的响应时间,同时采用动态计算优先级和时间片的方法来使通用进程调度达到最优。最后,通过仿真实验的结果比较,证明了RMOSA算法相对于Linux 2.6.11O(1)调度算法的优越性。     

RFRTOS:基于Linux的实时操作系统

随着实时应用领域的逐渐扩大,不仅传统嵌入式系统的需求日益紧迫,而且这种情况也渗透到桌面环境.为了满足国内用户在这方面的广泛需求,基于红旗Linux操作系统,开发了RFRTOS实时操作系统.主要从实时调度策略、内核抢占机制、细粒度定时器几方面讨论了RFRTOS的实时支持.实验结果表明,所作改进有效地提高了Linux的调度精度,满足了软实时方面的需求.     

基于Pfair的分布式实时调度策略Linux下实现

任务调度策略是嵌入式分布式实时系统关键问题之一,以Pfair公平调度为代表的全局调度技术是当前研究的热点,调度方法要在实际中得到应用,需要与具体的操作系统相结合。分析了分布式实时系统的调度理论,比较研究了几种Pfair算法,通过修改Linux内核的数据结构和调度函数,初步实现了Pfair的PD^2算法,实验证明达到了预期的实验结果。     

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。     

基于嵌入式应用的Linux内核实时性改进研究

针对Linux内核存在的实时性问题,从实时操作系统的5个性能指标出发,分析了2.6内核实时性能的根本性制约因素为调度延迟和中断延迟。为了解决上述问题,设计并实现了新的任务模型和新的中断处理操作。着重介绍了新任务模型中的硬实时任务调度算法(优先级位图算法)以及新体系中断响应和中断处理操作流程,给出了关键代码,并进行了试验调试。经realfeel测试结果表明,新体系中实时任务的响应速度显著提高,达到了预期的研究目的。