嵌入式Linux的實時性研究與改造.pdf

1、目前，實時操作系統(tǒng)在各個領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，越來越引起人們的重視。在眾多的實時操作系統(tǒng)中，基于linux的實時操作系統(tǒng)，由于開放源代碼，以及l(fā)inux系統(tǒng)的穩(wěn)定性，日益受到人們的歡迎。但linux本身并不是真正的實時操作系統(tǒng)，所以必須對其進行實時化提升。而將Linux進行實時化改造，是國內(nèi)外計算機界的研究熱點之一。因而，基于Linux開發(fā)一個開放的、標準的、高效廉價的實時操作系統(tǒng)是完全可行的，如何增強Linux的實時性是目前實時操作系統(tǒng)研究

2、的一個重點。 自Linux2.6內(nèi)核2003年底發(fā)布以來，已經(jīng)被大量測試和實際應(yīng)用且已被證明其是一個高效穩(wěn)定的內(nèi)核。與Linux2.4內(nèi)核相比，Linux2.6內(nèi)核采用了一些新的技術(shù)使得實時性有了很大的提高，如可搶占式內(nèi)核、新的O(1)調(diào)度算法等，盡管實時操作系統(tǒng)的開發(fā)者可以從這些改變中受益，然而，Linux2.6仍然不是一個實時內(nèi)核。但是這些改變使得將該內(nèi)核轉(zhuǎn)變?yōu)镽TOS成為可能，因而，有必要繼續(xù)對Linux2.6內(nèi)核進行實時

3、化改造，進一步提高其實時性。 為了構(gòu)建適合于電能量采集終端的強實時性Linux操作系統(tǒng)，本文研究了當(dāng)前較新版本的Linux內(nèi)核(2.6.22)的體系結(jié)構(gòu)以及內(nèi)部模塊的依賴關(guān)系，并分析了Linux實時性不強的原因，然后在此基礎(chǔ)之上研究了改造Linux內(nèi)核實時性常見的方法，并給出了具體的改造思路。進而，本文分別從實時性改進的兩大方面對現(xiàn)有的Linux內(nèi)核進行改造： 首先，本文從軟實時性改造的角度出發(fā)，按照核心內(nèi)核法的改造思路

4、，在現(xiàn)有的Linux內(nèi)核的調(diào)度機制和時鐘機制進行分析和研究的在此基礎(chǔ)之上，在原有O(1)算法的前提下引入LSF算法對調(diào)度策略進行改進。與此同時，采用APIC編程的方式對原有的粗粒度的時鐘機制進行改造。 其次，為了提高Linux本身對硬實時性，本文按照雙核模型的改造思想，利用RTAI技術(shù)對現(xiàn)有的Linux進行了實時性改造。 最后，本文對改造后的Linux內(nèi)核進行了重新的配置和編譯，從改造的三個方面分別進行了相應(yīng)的測試并證明