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。     

改善Linux内核实时性方法的研究与实现

针对开放源码的Linux内核,在参考了其实时性相关研究的基础上,提出了改进其实时性能的2个措施：中断线程化和改进自旋锁机制,并在最新的标准Linux2.6内核上加以实现.经测试,改进后的内核具有更短的中断延迟和任务抢占延迟,实时性能得到了很大的提高.     

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。     

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.     

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。     

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可抢占内核的分析

Linux原有的内核是不可抢占的，这使得Linux不能很好地支持响应速度要求高的实时应用。利用Linux对SMP多处理器系统的支持，可以方便地将Linux内核改造为完全可抢占的。分析了Linux可抢占内核的实现原理，并对两种可抢占内核的实现方案作了比较。     

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.     

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。     

嵌入式Linux实时技术改进与实现

对嵌入式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。本文从实现低延迟、中断线程化、用Mutex取代spinlock、优先级继承和死锁检测、等待队列优先级化、大内核锁可抢占等方面给出了改善系统实时性能的实现方法，拓展了嵌入式实时系统的应用范围。     

一种基于改进时钟系统的Linux实时化方案

目前,实时领域的应用逐渐扩大,不仅传统的嵌入式系统需求日益紧迫,而且也渗透到桌面环境。而随着Linux操作系统的成功,改进Linux的设计和性能,使其应用于实时领域吸引了许多研究人员和开发人员的注意力。论文针对Linux时钟系统管理方面的研究,提出了一种针对时钟的改进算法,以此为基础,根据实时应用的特点,进一步给出一种调度算法的改进措施。试验证明,所做的改进有效地提高了Linux的调度精度,满足了软实时方面的需求。     

Linux互斥锁机制的研究及改进

Applications with real-time constraints are not only growing in the field of embedded system, but gaining popularity in the desktop environment as well. At the same time, using an opened source system ,Linux, as the sup-ported OS is more and more appealing to many developers. So it is regarded as a potential aspect by many users to im-prove Linux performance to satisfy the real-time requirements. The article discusses the mutex implementation of Linux in depth and on the basis of that, gives rise to methods to improve the deficiency. An implementation underversion of 2.2 series is brought forward.     

确定中断和抢占延迟的嵌入式实时内核

在这篇文章中实现了优先级继承协议和中断线程化,使用新的方法实现了中断处理。通过在MMU-less的ARM处理器平台上实现基于Linux 2.6.x的硬实时系统,并且也会比较经过改进后的实时性能的提高。试验结果显示了系统的中断响应时间和加锁时间为确定时间,提高了实时性能。     

基于任务的SolCS内核实时能力的实现

自主研发一个嵌入式操作系统内核SolCS,其内核主要包括任务管理、中断管理、内存管理、同步与通信管理、时间管理、I/O管理等功能模块。通过对其总体架构的分析与设计,在任务管理方面实现了基于优先级的抢占式任务调度和分时间轮转调度,同时采用信号量机制来实现对临界资源的互斥访问以及利用优先级继承协议来解决优先级逆转的问题,在涉及任务的中断管理方面也作了改进,以此来增强其实时能力,使其可以提高嵌入式应用系统的实时性,能够满足实时应用的要求。     

一个基于多线程的优先级继承协议锁的算法研究

实时线程库对构造实时中间件和开发具有良好可移植性，有实时要求的分布式应用具有重要意义，防止优先级翻转的线程互斥和同步机制是实现实时线库的核心，目前多数的线程库都缺乏这种机制，基于优先级继承协议，提出了一个防止优先级反转的互斥算法，算法能够保证操作的原子性，可以避免发生死锁，且能够有效地防优先级翻转，在Windows和Solaris平台上对性能进行了分析，并将算法应用到了实时CORBA工程实践之中。     

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．     

Linux下互斥机制及其分析

详细介绍了在Linux环境下,特别是内核态下可能遇到的各种互斥场景,依据代码执行路径对其进行了分类。在此基础上,比较了各种互斥问题的解决方案的使用环境、优缺点以及使用时要注意的问题。     

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.     

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。     

Linux强实时方案及测试

Linux作为UNIX类操作系统,其分时设计特性使其实时性能可满足普通实时的需求,而随着控制领域应用系统的发展,对具有传统操作系统功能的强实时操作系统需求日益迫切;通过强实时扩展核的方式实现Linux的强实时特性,使Linux可以在一定范围内满足控制领域应用对强实时应用的需求。