Linux 2.6内核的中断机制

基于控制中断执行时间的方法, 提出一种Linux 2.6内 核实时化改进方案, 解决了Linux实时任务在执行过程中可能被频繁中断干扰而产生响应时间过长的问题. 通过分析Linux 2.6内核的中断机制及打上Ingo Molar实时化补丁后的内核中断机制, 并根据与当前任务实时优先级的比较, 为中断安排恰当的执行时间规则, 实现任务的实时性响应. 实验结果表明, 改进方案的中断响应时间低于打上Ingo Molar实时化补丁后的内核中断响应时间.     

嵌入式Linux的实时性研究

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.在分析了标准Linux实时性的基础上,就调度算法、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.     

低速器件上高速任务调度的实现研究

本文以视觉机器人的快速轨迹跟踪为研究背景,分析了前后台系统及RTOS下常规解决方案处理本问题的局限性,提出了一种择时将中断纳入操作系统管理的解决方案,实现了在低速器件上的高速任务切换,最后设计了系统实时性验证程序,并进行了性能测试.本文提出的任务调度方案和实时验证方案对高速的数据采集、处理系统具有普适性.     

Windows CE.NET实时性能测试与分析

中断延迟是评估嵌入式操作系统实时性能的重要指标.本文利用Windows CE.NET中的ILTiming进行中断延迟测量,并分析了造成中断延迟的原因,同时也提供了测试Windows CE.NET中断延迟的方法.实验结果表明,实时性能与CPU频率及系统负荷成反比关系.     

μC／OS—Ⅱ中时钟节拍函数的改进算法

针对实时内核μC／OS—Ⅱ在执行时钟中断服务子程序时,时钟节拍函数所做的工作过多、中断响应时间过长的缺点,提出一种新的改进算法．本算法将时钟节拍函数所做的大部分工作转交给一个新建立的任务来完成,从而缩短中断响应时间,提高μC／OS-Ⅱ的实时性．实验表明,该算法是有效可行的,为实时内核带来整体性能的提升．     

软件接收机平台实时性研究（英文）

搭建了一套GPS软件接收机系统来研究接收机射频前端配置对软件接收机实时性的影响.通过对软件接收机算法时间复杂度的分析,确定了采样频率是影响接收机实时性的主要因素之一.测试了在不同采样频率下,接收机完成相应任务的耗时情况,分析了不同类型射频接收前端的信噪比性能的差别及量化位数对系统实时性的影响.为进一步研究其它种类的实时软件接收机系统提供依据和支持.     

基于RTX的虚拟无线电高速数据接口实时性研究

基于Windows的虚拟无线电具备界面友好、用户基础广、易于维护升级等优势,受到业界广泛关注,但其实时性缺陷是制约其应用前景的主要因素。采用RTX提高Windows操作系统实时性是扩展该类系统应用的有效途径。针对RTX虚拟无线电系统,给出了其中的高速数据接口设计方案,提出了基于XILINX ML605开发板完成FPGA程序,基于RTX系统设计驱动程序的方法,进行了数据接口实时性能测试。经过100万次测量,结果显示中断响应时延一直稳定在40μs以下,99.99%的中断响应时延小于20μs,基于RTX的数据接口中断响应时延比较稳定,达到10μs级的实时性能。     

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。     

MQX操作系统启动流程剖析

针对嵌入式操作系统启动流程中的内核数据区的结构及其初始化,MQX运行所需系统中断和时钟滴答的初始设置,系统初始化任务及其空闲任务的创建与启动等问题.提出了实际应用中冷热复位区别启动、系统滴答时钟调整等问题的操作系统内核级解决方法.结果表明该方法提升了带MQX操作系统的应用项目的实时性、稳定性、鲁棒性等性能.     

基于Linux嵌入式操作系统的研究

从Linux内核实时性、实时调度策略以及时钟细粒度定时器三个方面,对Linux嵌入式实时化技术进行了探讨。在内核中插入抢占点或采用双内核系统,改善Linux的实时性能;通过动态优先级提高实时任务的调度性能;通过增加时钟中断频率或采用实时时钟一次性模式,实现时钟细粒度。     

实时Linux操作系统的研究与设计

随着PC系统价格的降低、性能和可靠性的不断提高以及控制领域对操作系统的Linux的推出 ,无疑为用户开发实时、嵌入系统提供了机遇 首先讨论了通用与实时操作系统的区别 ,然后介绍了在Linux内核与硬件中断之间增加一个实时内核的方法来提供中断仿真、实时任务调度等功能 ,最后讨论了实时任务的设计 图 1 ,参 7     

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.     

传感器网络结点OS及其传输协议的设计与实现

首先分析了传感器网络结点任务的特殊性和多样性,在此基础上论述了传感器网络结点通用实时嵌入式操作系统(SNNEOS),阐述了该操作系统的系统构架、内核中断的管理和通信子系统的实现方式,并对该操作系统的传输协议关键问题进行论述.SNNEOS采用的事件驱动方式响应外界请求,避免处理器轮循,节省能源消耗.通过实时内核与非实时内核的方式,将实时任务与非实时任务分离,对关键的实时任务进行及时响应.通信子系统中采用分层处理方式,每一层单独创建一个进程,使SNNEOS的实现更加的清晰和容易.     

基于MPCore与Linux的中断亲和性研究

对Linux操作系统环境下中断任务的处理器亲和性进行了分析研究,提出了利用中断亲和性平衡处理器的中断负载,改进多核MPCore系统性能的方法.首先对MPCore特有的分布式中断控制器工作机制进行了研究,然后详细分析了中断亲和性在Linux内核中的实现原理以及特定条件下的中断迁移策略,指出中断亲和性在改进系统性能方面可以有静态和动态两种实现方式.在静态方式下,分析了中断亲和性可以提高系统性能的原因以及适用范围 在动态方式下,提出了一种动态负载均衡算法,实验结果表明该算法可以有效地分配中断任务到多个处理器上运行,避免单处理器负载过重,从而提高整个系统的性能.     

智能电气设备专用实时多任务操作系统的设计

介绍了实时多任务操作系统的特点,并在对智能化电气设备的工作特点进行具体分析的基础上,设计了专用实时操作系统(S-RTOS)．S—RTOS克服了传统的顺序结构软件代码结构复杂、可移植性和扩展性差的缺陷,并在实时性、资源控制、任务监控和中断处理等方面进行了增强设计．文中对S—RTOS的调度方式和任务划分等设计要点进行了详述,并通过实际应用验证了S—RTOS的核心调度程序．     

SCM应用系统中时钟管理方法的研究

为在单片机 (SCM)应用系统中精确实现时钟管理 ,在分析研究了该应用系统中实现时钟管理原理的同时 ,列举了 3种实现时钟管理的方法 ,并通过比较说明了这些方法的应用特点。结果表明 :(1)通用型定时器 /计数器 (T/C)方法简便易行 ,但只适用于各任务间执行时间不重叠的情形 ;(2 )专门时钟管理接口芯片 (如MC146 818A)实现时钟管理 ,可极大地减少CPU被中断的次数 ,提高系统的实时性 ;(3)实时多任务操作系统实现时钟管理 ,可同时进行多个任务的调度 ,实现多任务的并列运行     

SCM应用系统中时钟管理方法的研究

为在单片机（SCM）应用系统中精确实现时钟管理,在分析研究了该应用系统中实现时钟管理原则的同时,列举了3种实现时钟管理的方法,并通过比较说明了这些方法的应用特点。结果表明：（1）通用型定时器／计数器（T／C）方法简便易行,但只适用于各任务间执行时间不重叠的情形;（2）专门时钟管理接口芯片（如MC146818A）实现时钟管理,可极大地减少CPU被中断的次数,提高系统的实时性;（3）实时多任务操作系统实现时钟管理,可同时进行多个任务的调度,实现多任务的并列运行。     

基于μC/OS-II消息邮箱监控的任务设计及应用

传统的仪器仪表软件系统设计中,大多采用单任务顺序机制,存在中断延迟与频繁复位的问题,导致系统的实时性与安全性差,难以满足设计要求.通过引入实时操作系统μC/OS-II,给每个核心任务分配不同优先级,利用操作系统提供的消息邮箱服务,由监控任务通过收发消息管理各个任务的正常运行.该方法为仪器仪表的软件系统设计提供了一种任务管理新途径,有利于提高系统的实时性与可靠性.     

嵌入式Linux实时性分析及其改造

运用中断延迟的方法,测试了嵌入式Linux实时性,分析了Linux实时性弱的原因。提出了几种增强实时性的方法,介绍了在嵌入式Linux系统底层安装1个实时内核RTLinux法,即双内核法。并测试了RTLinux的实时性,发现其大为改观,改造后的嵌入式Linux系统可以满足强实时性系统的要求。     

嵌入式Linux操作系统的实时化研究

Linux应用于嵌入式实时环境时存在关闭中断、分时调度和虚拟文件系统的时间不确定性筹问题．使用虚报机技术，增加一个仿真程序来替换Linux的底层中断程序．用一个小的实时内核与Linux内核共享控制处理器和中断模拟等技术以解决上述问题，并作了系统设计、编写了相应的程序．测试结果表明，所改进的操作系统是能够胜任实时任务的．