在嵌入式应用中增强Linux实时性的方法研究

在分析Linux实时性的同时,指出了将其应用于实时系统时所存在的不足,提出了一种提高Linux实时性的思想及实现方法．该方法将进入系统的所有任务按实时性要求不同分成硬实时任务、软实时任务和非实时任务三种,依次用task_struct结构中policy属性的取值SCHED_FIFO,SCHED_RR和SCHED_OTHER作为标识,把原Linux的单运行队列改为双运行队列．为严格保证硬实时任务的实时性,将其单独放在一个队列中,由指针数组的元素run_queue[0]指向,采用FIFO调度算法;软实时任务和非实时任务放在一个队列中,由指针数组的元素rurl—queue[1]指向,采用RR调度算法,通过抢占方式保证软实时任务优先于非实时任务．修改sched()函数的调度流程,使有实时性要求的任务尽可能多的得到调度机会;同时修改中断处理流程,实现可抢占式改造．达到硬实时任务可抢占软实时和非实时任务．软实时任务可抢占非实时任务的目的．     

在嵌入式应用中增强Linux实时性的方法研究

在给出嵌入式系统实时性概念基础上，分析了在嵌入式系统中所运行任务的一般特点和Linux通用内核的实时机制，在肯定Linux的实时性性能的同时，指出了将其应用于嵌入式系统时所存在的不足，在分析目前提高Linux实时性的各种改进方法的基础上，提出了一种新的非常有效且可行的提高Linux实时性的思想及实现方法，并对改进的结果进行了分析．这为Linux在嵌入式系统中的应用提供了一种新的方法．     

基于OSEKTime的共存模型的改进与实现

OSEKTime规范提出了基于时间触发操作系统与基于OSEK/VDX标准实现的操作系统的共存模型.在分析OSEKTime 规范的基础上,针对该规范的消息触发任务存在着非实时性问题,提出并实现了一种合理的、能与OSEK OS共存的实时时间触发操作系统,确保了时间触发任务的实时性和对消息触发任务的死限时间内的及时处理.     

基于OSEKTime的共存模型的改进与实现

OSEKTime规范提出了基于时间触发操作系统与基于OSEK/VDX标准实现的操作系统的共存模型。在分析OSEKTime规范的基础上,针对该规范的消息触发任务存在着非实时性问题,提出并实现了一种合理的、能与OS-EK OS共存的实时时间触发操作系统,确保了时间触发任务的实时性和对消息触发任务的死限时间内的及时处理。     

基于μC/OS-Ⅱ的嵌入式网络数据采集模块的设计

针对现在已广泛使用的嵌入式操作系统μC/OS-Ⅱ不能支持以太网通信的缺陷,尝试将μC/OS-Ⅱ和μIP TCP/IP协议栈相结合,并通过μC/OS-Ⅱ实现对μIP TCP/IP协议栈各个任务的调度,解决了采用“线性”设计的μIP 0.9难以满足工业现场设备实时性要求的不足.实验表明,将μC/OS-Ⅱ和μIP结合后的软件模块移植到一个嵌入式的数据采集系统后,实现了系统的以太网通信,提高了系统的实时性和扩展性并且运行稳定.     

嵌入式Linux实时性分析与实时性改进

在分析Linux实时性的同时，指出了将其应用于嵌入式实时系统时所存在的不足．研究了中断模拟和调度策略对Linux实时性的影响并提出改进方案．     

嵌入式Linux内存管理的优化

内存管理是影响嵌入式Linux实时性的一个关键因素,为了提高嵌入式Linux的实时性,对其内存管理进行了优化。首先为系统中的重要任务分配了专用的内存区域,使重要任务在内存不足时不被置换出去,以保障重要任务优先执行;然后通过利用系统空闲时间来扫描系统内存的方法,使得任务在执行时尽量减少缺页中断的发生,从而提高系统的实时性;最后通过实验对比OPT最优算法、LRU算法、优化后的LUR算法的缺页中断数和任务截止期错失率,发现优化后的LUR算法的缺页中断数和任务截止期错失率在三者中最低,说明通过以上的内存优化方法使得嵌入式Linux的实时性得到了提高。     

TCP网络并行操作及实时通信功能的扩展

从目前应用最广泛的网络协议－ＴＣＰ协议出发，介绍了它的特点及存在的不足，如并行操作性能及实时性差异，为了弥补这些不足，增加软件的实际应用性，在已有的ＥＴＨＥＴＬＩＮＫ硬件基础上，通过网络传输、中断接收、前后台切换任务的方法，编制了网络工作的具体实现程序，实现了网中各站点共享网中各种硬件，软件资源，各站点间进程级文件传输，各站点前后分时操作功能。     

改进的拉普拉斯算法在动画表情控制中的应用

为了实时得到真实感强的动画角色表情,对均一权值进行改进,并将其应用于拉普拉斯算法表情迁移中,更加精确地保留了目标模型的局部信息,克服了传统的拉普拉斯算法在表情控制中稳定性差、实时性不强的不足,并进行了实验验证。仿真实验结果表明:改进的算法能够真实的、高效的实现表情的迁移,并且实时性到达了30fps。     

嵌入式Linux实时性研究与应用

设计了嵌入式Linux的实时性结构,并对其进行实时性开发。以PMAC控制卡为例,对实时性开发进行了详细阐述,从而实现PMAC卡的各项功能。     

Windows95实时性的研究

Ｗｉｎｄｏｗｓ９５是一个通用操作系统,对实时系统提供了一定的支持,本文主要分析了Ｗｉｎｄｏｗｓ９５的实时性,针对其不足,对从内核的角度探讨了改善Ｗｉｎｄｏｗｓ９５实时性的方法,并为实时应用提供了几个调用接口。     

UC/OS-Ⅱ任务调度研究

通过深入研究嵌入式实时内核UC/OS-Ⅱ和其在ARM7处理器上的移植范例,介绍了其调度策略及实现,描述了任务切换的完整过程,分析了UC/OS-Ⅱ的内核切换点和就绪表等关键问题,结合应用实例验证了该内核的实时性.     

基于优先级位图对RTAI实时性的改进

通过对RTAI部分内核代码的分析,指出RTAI中原有的基于双向链表结构的就绪任务队列存在缺陷,在RTAI中引入优先级位图对RTAI的就绪任务队列进行了改进,实现了一个基于优先级位图的双向循环链表的就绪任务队列结构,从而在原有基础上进一步提高了RTAI的实时性,并通过实验加以验证。     

基于优先级位图对RTAI实时性的改进

通过对RTAI部分内核代码的分析,指出RTAI中原有的基于双向链表结构的就绪任务队列存在缺陷,在RTAI中引入优先级位图对RTAI的就绪任务队列进行了改进,实现了一个基于优先级位图的双向循环链表的就绪任务队列结构,从而在原有基础上进一步提高了RTAI的实时性,并通过实验加以验证.     

基于FPGA的一种μC/OS-Ⅱ的任务控制机制的设计

针对软件实时操作系统中并行性、实时性低,系统资源开销大的问题,在基于软件实时操作系统μC/OS-Ⅱ任务控制的基础上,将实时性要求高的部分软件操作模块移植到硬内核中,硬内核以Verilog HDL硬件语言编写,设计了细致的任务控制模块,充分发挥硬件电路的特点,实现了软内核与硬内核的并行运行。为验证实验结果,设计了以Keil-C51为软内核开发平台,以Quartus Ⅱ 13.0为硬内核开发平台,编译程序并经过Modelsim时序仿真验证。研究结果表明,该任务控制机制在运行过程中,实现了提高系统实时性与并行性的要求,并减少了系统内部资源的消耗,提高了系统的运行效率。     

嵌入式Linux实时性方法

针对Linux进程调度策略存在中断封锁时间过长、非抢占式的Linux内核,以及耗尽式的、机会均等的调度方式这3个不利于实现实时性的不足,提出提高嵌入式Linux实时性的方法,实现实时Linux系统(RTLinux)的调度算法及其他部分功能,并采用LMbench测试系统对改进的RTLinux和通用Linux的上下文切换时间进行对比测试.研究结果表明,改进的RTLinux有效地提高了嵌入式Linux的实时性.     

基于道路儿何模型的单目测距算法

在研究前方障碍物识别及高速公路几何模型基础上,对其左右边缘线的几何约束关系进行了讨论,分析了常用的多目测距算法的不足,提出了一种实时、有效地利用计算机视觉原理实现单目测距的求解高速公路上障碍物距离测算方法.实验证明,系统的实时性好,精度高,达到了实用要求.     

激光共焦扫描显微镜运动控制系统设计

概述了激光共焦扫描显微镜的系统结构,以基于DSP技术的运动控制器构建其运动控制系统,详细介绍基于DSP的运动控制系统的构成.该系统采用工控机 运动控制器的双CPU结构.在软件设计上采用友好的人机界面,把系统任务按实时性和非实时性分别分配给上下位机完成.下位机完成位置控制和速度控控制,上位机实现非实时的多任务功能.     

Linux在嵌入式系统中有关进程调度算法的实时性改进

分析了普通Linux内核实时性不足的主要原因.介绍了目前较为有效的改进Linux实时性的方法.具体地研究了普通Linux内核在嵌入式系统中的有关进程调度算法的实时性不足的具体因素,并提出了具体的解决办法.     

提高实时操作系统的实时性能和可靠性策略

对很多嵌入式系统来说，一个设计良好的实时操作系统（RTOS）可以让开发工程师掌握系统执行任何任务或响应任何关键事件的时间，满足系统实时性要求。为了更好地理解RTOS如何通过系统调度策略实现实时性要求，本文介绍了可抢占的内核、抢占式调度、优先级继承等概念，在此基础上，对提高实时操作系统可靠性提出了一些策略。