嵌入式操作系统--嵌入式Linux实时性--PB092028124--.doc.docVIP

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嵌入式操作系统--嵌入式Linux实时性--PB092028124--.doc

嵌入式Linux的实时性 【摘? 要】 Linux已经成为当今最流行的操作系统之一,对嵌入式Linux进行实时性改进是嵌入式操作系统领域的一个研究热点。本文在分析了标准Linux实时性的基础上,就实时进程的调度、中断和时钟提出了一些改进的方法,以进一步提高Linux操作系统的实时性能。 【关键词】 嵌入式Linux;实时性;进程调度;中断 1.什么是嵌入式Linux 嵌入式linux 是将日益流行的Linux操作系统进行裁剪修改,使之能在嵌入式计算机系统上运行的一种操作系统。嵌入式linux既继承了Interlnet上无限的开放源代码资源,又具有嵌入式操作系统的特性。嵌入式Linux的特点是版权费免费;购买费用媒介成本技术支持全世界的自由软件开发者提供支持网络特性免费,而且性能优异,软件移植容易,代码开放,有许多应用软件支持,应用产品开发周期短,新产品上市迅速,因为有许多公开的代码可以参考和移植,实时性能RT_Linux Hardhat Linux 等嵌入式Linux支持,实时性能稳定性好安全性好。 2.嵌入式Linux系统特点应用   就是利用Linux其自身的许多特点,把它应用到嵌入式系统里。   Linux做嵌入式的优势,首先,Linux是开放源代码的,不存在黑箱技术,遍布全球的众多Linux爱好者又是Linux开发者的强大技术支持;其次,Linux的内核小、效率高,内核的更新速度很快,linux是可以定制的,其系统内核最小只有约134KB。第三,Linux是免费的OS,在价格上极具竞争力。 Linux还有着嵌入式操作系统所需要的很多特色,突出的就是Linux适应于多种CPU和多种硬件平台,是一个跨平台的系统。到目前为止,它可以支持二三十种CPU。而且性能稳定,裁剪性很好,开发和使用都很容易。很多CPU包括家电业芯片,都开始做Linux的平台移植工作。移植的速度远远超过Java的开发环境。也就是说,如果今天用Linux环境开发产品,那么将来换CPU就不会遇到困扰。同时,Linux内核的结构在网络方面是非常完整的,Linux对网络中最常用的TCP/IP协议有最完备的支持。提供了包括十兆、百兆、千兆的以太网络,以及无线网络,Toker ring(令牌环网)、光纤甚至卫星的支持。所以Linux很适于做信息家电的开发。   还有使用Linux为的是来开发无线连接产品的开发者越来越多。Linux在快速增长的无线连接应用主场中有一个非常重要的优势,就是有足够快的开发速度。这是因为LInux有很多工具,并且Linux为众多程序员所熟悉。因此,我们要在嵌入式系统中使用Linux操作系统。   Linux的大小适合嵌入式操作系统——Linux固有的模块性,适应性和可配置性,使得这很容易做到。另外,Linux源码的实用性和成千上万的程序员热切其望它用于无数的嵌入式应用软件中,导致很多嵌入式Linux的出现,包括:Embedix,ETLinux,LEM,Linux Router Project,LOAF,uCLinux,muLinux,ThinLinux,FirePlug,Linux和PizzaBox Linux 相对,Linux的图形界面还相对较弱,但近年Linux的图形界面发展也很快,这也就不是问题。 3.实时性Linux简介 POSIX是为保证UNIX系统的兼容和可移植性而建立的国际标准,在POSIX1.b中,规定了一些实时特性,Linux中已开始实现这些特性,但由于Linux内核的不可抢先性(nonpreemtable),无法在标准的Linux环境下实现真正的实时应用。 为了保持原有Linux的强大功能,这其中包括网络连接、用户界面等,同时又能够满足硬实时应用的要求,新墨西哥州立大学的FSM实验室提出了用虚拟机(Virtual Machine)技术改造Linux内核的思想。研究的成果就是RTLinux。RTLinux是源代码开放的具有硬实时特性的多任务操作系统,它是通过底层对Linux实施改造的产物。 RTLinux并没有重写Linux的内核,因为这样的工作量会非常大,而且将会失去Linux的兼容性。RTLinux实现了一个高效的、可抢先的实时调度核心,并把Linux作为此核心的一个优先级最低的进程运行,用户可以编写自己的实时进程,和标准Linux共同运行。实时调度模块的调度算法是基于优先级的抢占式调度方法,速度快,系统在满足硬实时应用方面有很好的效果。 在Linux内核和中断控制硬件之间,增加了一个RTLinux内核,Linux的控制信号要先交给RTLinux内核进行处理。在Linux中,用禁止中断的方法作为同步机制,通过向x86处理器发送“sti”和“cli”宏指令来开中断和关中断,由于关中断和开中断的混合使用使得

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