Linux操作系統(tǒng)實(shí)時(shí)技術(shù)研究與應(yīng)用——RTAI的調(diào)度擴(kuò)展.pdf

1、隨著硬件性能的提高，實(shí)時(shí)應(yīng)用對(duì)操作系統(tǒng)的性能和功能也提出了越來越高的要求。而現(xiàn)有商業(yè)RTOS(Real-TimeOperatingSystem)不是功能過于簡(jiǎn)單就是價(jià)格過于昂貴，缺少一個(gè)開放的、標(biāo)準(zhǔn)的、有廣泛支持的、高效而又廉價(jià)的實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)，因此很多機(jī)構(gòu)開始研究將功能強(qiáng)大的通用操作系統(tǒng)改造成實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)。 Linux具有功能強(qiáng)大、免費(fèi)、開放源碼、支持多種硬件平臺(tái)、模塊化設(shè)計(jì)、函數(shù)接口符合國際和工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)等特點(diǎn)，成為研究的首選操作

2、系統(tǒng)。Linux不僅深得IBM、HP和Sun等國際IT巨頭的厚愛，同時(shí)也博得了各國政府的支持。Linux的調(diào)度機(jī)制決定了它是一個(gè)分時(shí)系統(tǒng)，其不可搶占的內(nèi)核、粗糙的時(shí)鐘粒度、頻繁的關(guān)中斷、虛存和其它緩沖機(jī)構(gòu)的設(shè)置，使得Linux的實(shí)時(shí)性不強(qiáng)。 對(duì)Linux進(jìn)行實(shí)時(shí)改造主要有兩種技術(shù)方案。一種是對(duì)標(biāo)準(zhǔn)Linux內(nèi)核進(jìn)行直接修改，通過減小操作系統(tǒng)的調(diào)度延遲，優(yōu)化Linux的實(shí)時(shí)性能，達(dá)到軟實(shí)時(shí)的標(biāo)準(zhǔn)；另一種是采用雙內(nèi)核方案，增加一個(gè)實(shí)

3、時(shí)內(nèi)核，所有有實(shí)時(shí)要求的任務(wù)都在這個(gè)實(shí)時(shí)內(nèi)核上運(yùn)行，標(biāo)準(zhǔn)Linux內(nèi)核作為這個(gè)實(shí)時(shí)內(nèi)核優(yōu)先級(jí)最低的一個(gè)進(jìn)程，這種方式可以實(shí)現(xiàn)硬實(shí)時(shí)。 RTAI是采用雙內(nèi)核結(jié)構(gòu)對(duì)Linux進(jìn)行實(shí)時(shí)改造典型方案。本文研究了RTAI的原理和實(shí)現(xiàn)機(jī)制，生成和測(cè)試RTAI實(shí)時(shí)內(nèi)核原型，進(jìn)而分析了RTAI的不足。由于RTAI缺乏對(duì)多種調(diào)度算法的支持，限制了RTAI的應(yīng)用范圍，于是需要對(duì)RTAI的調(diào)度算法進(jìn)行擴(kuò)展。除了RTAI自帶的基于靜態(tài)優(yōu)先級(jí)的調(diào)度算法，