inux內(nèi)核實(shí)時(shí)性關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、嵌入式系統(tǒng)的應(yīng)用日益多樣化，深刻影響著人們的生活。汽車(chē)控制、多媒體視頻娛樂(lè)、個(gè)人移動(dòng)電話(huà)，到處有嵌入式系統(tǒng)的影子。人們也對(duì)嵌入式系統(tǒng)的性能提出越來(lái)越高的要求，其中實(shí)時(shí)性是一個(gè)本質(zhì)要求。汽車(chē)控制中的硬實(shí)時(shí)要求關(guān)乎人的生命安全，多媒體中的軟實(shí)時(shí)關(guān)乎用戶(hù)的體驗(yàn)，還有更多產(chǎn)品既有軟實(shí)時(shí)要求又有硬實(shí)時(shí)要求。
　　 在眾多的實(shí)時(shí)系統(tǒng)中，基于Linux改進(jìn)的實(shí)時(shí)嵌入式系統(tǒng)受到工業(yè)界的廣泛歡迎。GNU/Linux是一個(gè)為服務(wù)器或者桌面環(huán)境設(shè)計(jì)的

2、通用操作系統(tǒng)，其在實(shí)時(shí)性方面表現(xiàn)并不佳，比如缺乏實(shí)時(shí)仟?jiǎng)?wù)調(diào)度算法、時(shí)鐘精度不佳等。對(duì)Linux系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時(shí)改造是學(xué)術(shù)界與工業(yè)界研究的熱點(diǎn)。
　　 針對(duì)Linux實(shí)時(shí)性欠缺的問(wèn)題，本文以L(fǎng)inux內(nèi)核源代碼為基礎(chǔ)，詳細(xì)分析了Linux實(shí)時(shí)性不足的主要原因，研究了現(xiàn)有的實(shí)時(shí)性改進(jìn)技術(shù)，尤其是關(guān)于內(nèi)核進(jìn)程調(diào)度機(jī)制與高精度定時(shí)器方面的技術(shù)，提出了自己的改進(jìn)方案。
　　 由于Linux內(nèi)核缺乏有效的實(shí)時(shí)調(diào)度算法，本文引入了經(jīng)典單調(diào)

3、速率(RM)與截止期最早優(yōu)先(EDF)實(shí)時(shí)調(diào)度算法，完善了一個(gè)與Linux內(nèi)核緊密聯(lián)系的實(shí)時(shí)周期性任務(wù)調(diào)度框架，在此框架下對(duì)周期任務(wù)的可靠性和延遲性問(wèn)題進(jìn)行了討論。該框架提供了更方便的接口、更有效的底層調(diào)度機(jī)制，周期任務(wù)的可靠性也得以提高，調(diào)度延遲時(shí)間也有所減少。
　　 本文對(duì)現(xiàn)有的高精度定時(shí)器方案進(jìn)行改進(jìn)。利用系統(tǒng)中的隨機(jī)中斷源，提高系統(tǒng)的統(tǒng)計(jì)精度，減少了系統(tǒng)能耗；為了得到粒度更細(xì)的周期調(diào)度精度，引入了一種輕量級(jí)時(shí)鐘周期的方法