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正文摘录:

《现代电子技术)2006年第19期总第234：期》测试·测量·自动化司基于Linux的实时解决方案分析廖敬萍，马力(西安邮电学院陕西西安710120)摘要：实时应用是通信、自动控制领域一个重要的研究课题。实现实时应用的硬实时任务和软实时任务目标，需要用户进程、实时内核、硬件系统，甚至网络系统等的参与。主要对Linux内核提供的实时功能进行研究，通过对Linux内核中影响进程处理时间的几个重要部分的分析和对实时机制的几种实现方法的研究，有助于内核实时化方案的选择。关键词：实时；Linux内核；RTAI；KURT中图分类号：TP316.2文献标识码：B文章编号：1004—373X(2006)19—107一03AnalysisofSolutionstoLinuxReal—。timeKernelLIAOJingping.MALi(Xi’anUniversityofPostsandTelecommlJnicati。ns，Xi’an，710120，China)Abstract=Tosupportreal—timeapplicationisanimportantresearchfieldincommunicationandautocontr01.InordertOrealizehardandsoftmissionaimofreal—timeapplication，userprocess，real—timekernel，hardwaresystem，furthernetwareareneededtObeconsidered.Inthispaper，thereal—timefunctionssuppliedbyLinuxkernelarestudied.Analysisofseveralim～portantpartswhichhavesignificantinfluenceofLinuxkernelprocesstime，andresearchofcurrentreal—timemechanismscouldhelptOselectreal—timekernelmechanismfordifferentapplications.Keywords：real—time；Linuxkernel；RTAI；KURT1引言在通信、自动控制等领域支持实时应用始终是一个重要的研究课题。为了支持实时用户进程，多任务操作系统需提供：较小的时间片粒度、高优先进程可抢占CPU和其他共享资源机制，并且提供基于实时机制下的进程间切换、IPC(InterProcessCommunication，进程间通信)和各种资源管理的统一框架。众所周知，Linux是一种分时多任务操作系统，从IAnux系统对CPU等资源分配上看，Linux系统设计的目标是追求业务量和对各进程调度的公平性意义上的平衡。但无论从时间片粒度还是内核对进程控制可能支持的力度上看，Linux都很难保证在所需的较小的响应时间内完成实时应用的任务要求。实现实时应用的硬实时任务和软实时任务目标，需要用户进程、实时内核、硬件系统，甚至网络系统等的参与。2Linux实时化问题Linux是一种类Unix操作系统，他提供了支持多任务操作的几个主要组成部分：内存管理、进程管理、设备驱动程序、文件系统等服务机制，通过这些机制的协调，完成收稿日期：2006—06—15对多进程的管理、资源分配和调度处理。对Linux用户进程而言，影响其服务时间的几个重要的服务系统包括Linux时间系统、中断处理服务、Linux的请页、交换等内存管理服务、进程的优先级控制、进程调度、进程间通信IPC以及对临界资源的管理等，这些服务系统都可以或多或少地影响对IAnux进程的处理。I。inux时间系统是计算机系统的重要组成部分，其主要作用是提供系统时间。Linux通过时钟中断方式完成系统时间更新和进程时间片的更新，更新后的进程时间片将影响进程相关的数据结构，Linux据此动态完成多进程调度服务。中断完成外部设备和Linux系统之间的数据通信，可以认为，中断是实现异步数据系统之间联系的一种重要手段。Linux通过VFS方式统一管理设备系统，进一步捕获中断，执行中断服务。I。inux从POSIX(PortableOperatingSystemInter—face，可移植操作系统接口)架构下继承了调度策略，即可根据进程相关数据结构决定进程调度的时机。特别是对于实时进程，Linux采用两种调度策略，即先来先服务SCHEDFIFO和时间片轮转调度SCHEDRR。请页、交换等内存管理机制对进程的影响主要表现在进程对所需资源需求的满足力度上。IAnux引入这些】07