利用实时应用程序接口RTAI增强Linux内核实时性

嵌入式Linux是主流的开源嵌入式实时操作系统之一,易于开发和移植,可扩展性强,但是标准Linux内核由于自身结构设计的原因,不提供对强实时性能的支持。本文首先对Linux内核进行了分析,指出其内核实时性能不强的原因,研究了Linux内核实时性能,对比分析了几种内核实时化方案,采用ADEOS的实时应用程序接口RTAI实时化方案对嵌入式Linux进行了实时化改造,增强其对硬实时性能的支持。     

基于RTAI的实时Linux系统构筑及其嵌入式程序移植

实时Linux操作系统已逐渐被人们用作嵌入式应用软件的支撑平台，它在提供了一个优异的实时可控制性的同时，也不可避免地带来了一些相关问题。本文结合基于RTAI的实时Linux系统的构筑以及在其上开发一个GPS应用程序的经验，阐述了在RTAI系统上开发应用软件中遇到的诸如程序流程控制、串口实时传输和远程控制等几个关键问题，并探讨和给出了相应的解决方法。     

基于Linux的实时内核RTAI的实现机制研究

本文通过对RTAI源代码的深入分析,研究了RTAI如何通过一组RTHAL来截获Linux对硬件的操作,从而在只需对Linux做出极小的改动的基础上构建一个双内核的实时操作系统。同时,分析了RTAI的系统结构及其实现机制。对RTAI实现机制的深入分析研究有助于我们更好使用这一有很好应用前景的、基于Linux的实时内核。     

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。     

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.     

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。     

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。     

基于Linux的实时平台的研究

主要介绍了一个基于Linux操作系统的实时平台的技术研究和实现方法。所研究的实时平台以X86体系PC为硬件环境,Linux操作系统的标准内核加载RTAI模块为软件环境,可为构建实时系统提供优良平台。该平台通过RTAI在Linux上定义的一个实时硬件抽象层(RTHAL)来实现实时进程的最高优先级调用。     

嵌入式Linux的中断处理与实时调度的实现机制

论述了实时嵌入式Liunx的实时机制，详细讨论了实现实时的两种方法:一种是硬件和软件相结合的中断机制，一种是实时调度机制和各种实时算法。     

基于嵌入式实时Linux的远程监控系统

提出了一种基于嵌入式实时Linux的设备远程监控系统,重点针对现有远程监控系统体积、实时性问题加以改进。在自行研发的操作系统基础之上,一方面实现了嵌入式Internet技术;另一方面满足了系统硬实时性需求,为故障的实时预报、诊断、控制提供了强有力的支持。     

RTAI混合任务调度器的设计与实现

针对RTAI系统只能调度单一类型任务的问题,提出一种可调度多类型任务的混合任务调度器。该调度器支持CBS调度策略,并采用LXRT机制关联软实时任务和CBS服务器,根据服务器调度策略对软实时任务进行调度。实验结果表明,该混合任务调度器在保证硬实时任务正常运行的同时提高了软实时任务的服务水平。     

基于MPC8248的嵌入式Linux系统的研究与实现

首先介绍了嵌入式PowerPC处理器MPC8248的主要特征和嵌入式Linux系统.借助于Embedded Planet公司提供的一套BSP(board support package)开发套件着重阐述了如何开发嵌入式Linux系统,主要包括主机/目标系统配置、交叉编译和调试环境的建立、PPCBoot的修改、Linux内核的裁减与移植以及文件系统的制作,并且实现了实时Linux扩展--RTAI.Linux系统对于PowerPC处理器具有良好的支持性能.基于MPC8248的嵌入式Linux系统提供了一个小体积、低功耗、接口丰富的开发平台,为变电站通信网络和系统的开发打下了一个坚实的基础.     

基于RTAI嵌入式Linux硬实时性能研究与实现

嵌入式Linux系统由于不支持硬实时任务,限制了其在电能质量监控系统等高实时性领域中的应用。本文介绍了嵌入式Linux系统的实时性,并利用RTAI(RealTimeApplicationInterface)对嵌入式uClinux系统进行了实时性扩展,将RTAI-Lin-ux双内核系统实际应用于电能质量监控实验平台,并通过与uClinux系统的对比实验验证了该系统的硬实时性能,证明其满足电能监控领域的实时性要求。     

基于嵌入式Linux的内核错误跟踪技术

介绍了一种精简的内核崩溃信息记录技术,该技术保存函数调用链并有选择地记录函数栈内容。记录下的内容可有效地分析定位问题,精简的记录存储可满足复位后快速重启的要求。     

Linux系统实时方案研究及测试

标准Linux是典型的分时系统,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,对时间要求特别严格的实时任务来说可能产生延迟,导致毁灭性的后果,虽然现在出现了Linux2.6版本,软实时性比以前版本有了很大的提高,但仍然不具有强实时性;在此提出了几种影响Linux实时性的因素和增强系统实时性的方法,由此对Linux内核进行实时性改进,通过测试,改进后Linux内核达到硬实时要求。