基于嵌入式Ijnux操作系统内核实时性的改进方法研究

分析当前Linux内核在实时性方面的不足，从不同侧面讨论几种改进的方法。根据嵌入式系统的不同设计目标，针对Linux内核实时性在某些方面的缺陷，使用相应的改进方法。     

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。     

提高嵌入式Linux时钟精度的方法

突破Linux内核在实时应用方面的缺陷主要体现在增加Linux内核的可抢占性、细化时钟粒度和调度算法上。该文从时钟精度的角度出发，介绍了目前流行的嵌入式操作系统在实时性方面的改进方法，分析了MontaVista Linux采用的高精度定时器HRT机制的原理、HRT对Linux内核的改造方法及其在ARM平台上的实现方法等。     

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.     

提高嵌入式Linux时钟精度的方法

突破Linux内核在实时应用方面的缺陷主要体现在增加Linux内核的可抢占性、细化时钟粒度和调度算法上。该文从时钟精度的角度出发，介绍了目前流行的嵌入式操作系统在实时性方面的改进方法，分析了Monta Vista Linux采用的高精度定时器HRT机制的原理、HRT对Linux内核的改造方法及其在ARM平台上的实现方法等。     

Linux实时性改造技术研究

对Linux实时特性作了讨论，指出造成实时性差的原因，阐述了实现Linux实时性改造的各种不同方法及其优缺点。详细介绍了为保留Linux原有的丰富功能，同时使其作为一个基本内核与实时内核共享CPU所采用的虚拟机技术，设计实现了具有双内核的实时操作系统，提高了Linux实时性能，使其可用于软实时的应用场合。结果表明该改进方法是有效的。     

基于Linux2．6嵌入式系统实时性研究

本文针对Linux内核实时性及其应用领域的需求做了分析研究,并对Linux2．6内核源代码进行了分析。在此基础上,针对2．6内核实时性的不足提出了改进方案,在中断及调度机制方面建立新的中断体系及任务模型,并进行了试验调试。测试结果表明,改进后的Linux内核的响应速度显著得到了提高。     

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。     

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。     

Linux实时性改造技术研究

对Linux实时特性作了讨论,指出造成实时性差的原因,阐述了实现Linux实时性改造的各种不同方法及其优缺点.详细介绍了为保留Linux原有的丰富功能,同时使其作为一个基本内核与实时内核共享CPU所采用的虚拟机技术,设计实现了具有双内核的实时操作系统,提高了Linux实时性能,使其可用于软实时的应用场合.结果表明该改进方法是有效的.     

基于Linux的实时操作系统设计

Linux已经成为了当今最流行的操作系统之一。文章详细分析了Linux操作系统在调度和中断中的一些实时性特征,并就调度,微时钟,内核抢先提出了改进方案,以进一步提高Linux操作系统的实时性。     

Linux内核实时性能改进方案

中断是现代计算机中一项重要的功能。对于具有多个外部设备的计算机系统而言，中断更是不可或缺。Linux内核是一种分时系统，在实时应用方面还有待改进。文章将在分析中断机制的基础上提出一种改进Linux内核实时性能的方案。     

基于RTAI-Linux的实时操作系统的分析与研究

本文讨论了实时操作系统的特性，分析了Linux作为实时操作系统的不足之处，深入剖析了RTAI增强Linux实时性的基本思想以及RTAI的设计与实现原理。     

Linux 2.6内核IPSec支持机构的研究与分析

新的Linux2.6内核提供了对IPSec的支持机构,文中对Linux 2.6内核中新加入的IPSec代码进行了深入分析。对比先前不支持IPSec的网络协议栈的Linux内核,揭示了Linux 2.6内核“无缝”接入IPSec处理的方法;阐述了内核中IPSec重要组件——安全关联SA、安全策略的设计思想以及相关数据库SAD和SPD的构建方法;分析了基于Netlink套接字通信的内核IPSec管理模块、内核加密算法函数库,总结出一套Linux 2.6内核IPSec支持机构提供给用户进程的调用方法。     

基于Linux平台的数控虚拟机系统

概述了开放式数控系统，尤其是开放式软数控的发展现状与特点；分析和构建了基于数控虚拟机的开放式数控系统的体系结构，介绍了此系统中的软／硬件结构；在对具有代表性的操作系统进行了研究与比较之后，选择了Linux作为此系统的软件开发平台；最后根据Linux内核的结构特点，重新划分了传统用户模式下运行的数控软件体系，建立了包含实时控制层和数控应用层的双层模型，就其中的关键性技术问题进行了探讨和分析，明晰了该虚拟机在Linux下的具体实现方法。     

Rapid controller prototyping with Matlab/Simulink and Linux

This paper presents a Rapid Controller Prototyping System based on Matlab, Simulink and the Real-Time-Workshop toolbox. Executable code is automatically generated for Linux RTAI, a hard real-time extension of the Linux Operating System. The generated code runs as a normal user space hard real-time application on a standard personal computer with the RTAI extension of the Linux Operating System. This environment can be used to quickly implement real-time controllers. Moreover, standard hardware allows the use of rapid prototyping techniques not only during development activities but also during system operation. A didactic and an industrial application are presented which demonstrate the capabilities and the performance of the environment.     

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.