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。     

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.     

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。     

分布式实时嵌入式系统任务调度研究

本文把分布式系统调度分为全局调度和本地调度两个调度层次；为了满足实时性能。把线程分为非时间片线程以及时间片线程两类。本文同时指出了分布式嵌入操作系统的任务调度略。同时在Linux开放代码的基础上修改Linux内核的调度策略，初步实现了分布式实时调度策略并进行了测试。     

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.     

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。     

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。     

基于RTAI的Linux系统实时性研究与改进

分析现有嵌入式Linux操作系统实时性的不足,借鉴实时应用接口的结构和完全公平调度算法,提出一种内核进程调度策略,将此调度策略编译进操作系统。系统性能测试表明无论该系统处于忙或闲的状态,改进后的系统都较改进前的系统性能优越,尤其是对于复杂度较高的进程,其性能提升效果更加明显。     

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0（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Linux2．6．10内核源代码，分析了Linux2．6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。     

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。     

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。     

嵌入式Linux操作系统实时性研究

本文通过对Linux操作优势和不足进行分析,发现Linux关于实时进程的优先级没有涉及到实时进程的截止时间和进程的重要程度,为了增强Linux的关于实时进程的处理,本文并提出了一种优化改进调度算法。同时,根据项目的要求对Linux的内核等进行了改造。     

多级反馈队列调度策略在Linux中的应用和实现

Linux操作系统作为日益流行的服务器操作系统，目前已得到广泛应用。该文分析了当前在Linux系统中进程调度策略的不足，探讨了在Linux系统中对多级反馈队列调度策略的应用和实现，提出了对Linux内核的修改方法。     

支持服务质量的Linux内核设计与实现

Linux操作系统对实时QoS支持较弱,但具有很好的实时应用前景。本文选择对Linux在内核级进行QoS扩展。利用Linux进程管理策略与机制分离的设计风格,设计了一个内核级的支持QoS的实时调度器。不需要修改应用,就能满足应用的QoS需求。选择EDF实时调度算法作为扩展目标,引入了“预留”对象这一数据结构,实现了进程间的共享QoS。该新的Linux内核能更好地支持QoS,满足了实时系统的QoS需求。     

基于多核微处理器温度感知的线程调度算法

由于多核微处理消耗更多的能量,导致其热点数目增加,温度分布不平衡加剧,因而对性能产生更大的负面影响。为了解决这个问题,提出一种基于多核微处理器温度感知的线程调度算法来减少热紧急事件、提高性能,并在一个Intel的多核微处理器平台上实现了该算法。实验结果表明,在各种负载组合下,该算法可以减少9.6%~78.5%的动态热管理次数。与Linux标准调度算法相比,吞吐率平均可以提高5.2%,最大可提高9.7%。     

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。