inux內(nèi)核實時性關(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。汽車控制、多媒體視頻娛樂、個人移動電話，到處有嵌入式系統(tǒng)的影子。人們也對嵌入式系統(tǒng)的性能提出越來越高的要求，其中實時性是一個本質(zhì)要求。汽車控制中的硬實時要求關(guān)乎人的生命安全，多媒體中的軟實時關(guān)乎用戶的體驗，還有更多產(chǎn)品既有軟實時要求又有硬實時要求。
　　 在眾多的實時系統(tǒng)中，基于Linux改進的實時嵌入式系統(tǒng)受到工業(yè)界的廣泛歡迎。GNU/Linux是一個為服務(wù)器或者桌面環(huán)境設(shè)計的

2、通用操作系統(tǒng)，其在實時性方面表現(xiàn)并不佳，比如缺乏實時仟務(wù)調(diào)度算法、時鐘精度不佳等。對Linux系統(tǒng)進行實時改造是學術(shù)界與工業(yè)界研究的熱點。
　　 針對Linux實時性欠缺的問題，本文以Linux內(nèi)核源代碼為基礎(chǔ)，詳細分析了Linux實時性不足的主要原因，研究了現(xiàn)有的實時性改進技術(shù)，尤其是關(guān)于內(nèi)核進程調(diào)度機制與高精度定時器方面的技術(shù)，提出了自己的改進方案。
　　 由于Linux內(nèi)核缺乏有效的實時調(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)實時調(diào)度算法，完善了一個與Linux內(nèi)核緊密聯(lián)系的實時周期性任務(wù)調(diào)度框架，在此框架下對周期任務(wù)的可靠性和延遲性問題進行了討論。該框架提供了更方便的接口、更有效的底層調(diào)度機制，周期任務(wù)的可靠性也得以提高，調(diào)度延遲時間也有所減少。
　　 本文對現(xiàn)有的高精度定時器方案進行改進。利用系統(tǒng)中的隨機中斷源，提高系統(tǒng)的統(tǒng)計精度，減少了系統(tǒng)能耗；為了得到粒度更細的周期調(diào)度精度，引入了一種輕量級時鐘周期的方法