基于Linux的嵌入式實時系統(tǒng)ERLinux.pdf

1、近幾年,嵌入式系統(tǒng)的應用越來越廣泛了,Linux在嵌入式系統(tǒng)中被廣泛的使用.但嵌入式應用中一般要求嵌入式操作系統(tǒng)小型化并具有實時性能,而Linux作為一種通用操作系統(tǒng),對這些方面沒有做特定的加強.本文以Linux 2.6.10為基礎,通過增強Linux內(nèi)核的實時性,構建了一個實時Linux系統(tǒng)ERLinux(Embedded and Realtime Linux).本文首先概述了目前實時Linux的研究現(xiàn)狀,然后介紹了開發(fā)內(nèi)核程序的方法

2、以及如何搭建內(nèi)核開發(fā)調(diào)試環(huán)境,接下來分析了Linux2.6內(nèi)核與實時性能相關的新特性.但Linux2.6內(nèi)核仍然有很多地方對實時性能的支持不足.Linux對實時進程采用的是基于靜態(tài)優(yōu)先級的調(diào)度算法,則在實時進程訪問臨界區(qū)等共享資源時,容易產(chǎn)生優(yōu)先級翻轉(zhuǎn)問題,出現(xiàn)高優(yōu)先級進程被其他低優(yōu)先級進程阻塞的情況.本文在Linux內(nèi)核中實現(xiàn)了優(yōu)先級繼承協(xié)議,解決了該問題.同時,本文實現(xiàn)了一個按優(yōu)先級排序的等待隊列,與Linux原有的按先進先出排序的

3、等待隊列相比,加快了實時進程的響應速度.設備管理是影響整個系統(tǒng)性能及實時特性的關鍵部分之一.在傳統(tǒng)的Linux設備管理中,主要關注的是系統(tǒng)的整體吞吐量以及公平性,因而缺少一個支持實時性能的I/O調(diào)度程序.本文設計了一個基于多級優(yōu)先級隊列的實時I/O調(diào)度程序,將進程優(yōu)先級作為實時進程I/O調(diào)度中的關鍵因素.最后對改進后的內(nèi)核進行了性能測試.實驗數(shù)據(jù)表明,ERLinux的實時性能有了很大的提高.本文中構造的ERLinux已經(jīng)通過了LTP測試