改善嵌入式Linux实时性能的方法研究

分析了Linux的实时性,针对其在实时应用中的技术障碍,在参考了与此相关研究基础上,从5-方面提出了改善Linux实时性能的改进措施。为提高嵌入式应用响应时间精度,提出两种细化Linux时钟粒度方法;为增强系统内核对实时任务的响应能力,采用插入抢占点和修改内核法增强Linux内核的可抢占性;为保证硬实时任务的时限要求,把原Linux的单运行队列改为双运行队列,硬实时任务单独被放在一个队列中,并采用MLF调度算法代替原内核的FIFO调度算法。     

改善嵌入式Linux实时性能的方法研究

分析了Linux的实时性,针对其在实时应用中的技术障碍,在参考了与此相关研究基础上,从三方面提出了改善Linux实时性能的改进措施.为提高嵌入式应用响应时间精度,提出两种细化Linux时钟粒度方法;为增强系统内核对实时任务的响应能力,采用插入抢占点和修改内核法增强Linux内核的可抢占性;为保证硬实时任务的时限要求,把原Linux的单运行队列改为双运行队列,硬实时任务单独被放在一个队列中,并采用MLF调度算法代替原内核的FiFO调度算法.     

基于双优先级队列的异构分布式控制系统容错调度算法

在对分布式控制系统进行分析的基础上,给出了任务模型和处理器模型.为了调度多种实时性的任务,提出了双优先级队列调度算法,用于调度每个处理器上的任务.该算法设置2个优先级队列,其中高优先级队列用于调度实时任务,低优先级队列用于调度非实时任务,高优先级队列中的任务可抢占低优先级队列中的任务.在此基础上,采用版本复制技术使系统具有容错能力,并分析了任务的容错可调度条件.基于此,采用首次适应的启发式任务分配策略,将任务分配到各个处理器上,在确保任务容错可调度的条件下使处理器负载均衡.仿真结果表明所提出的算法是有效的.     

基于硬实时系统的抢占调度成本优化算法研究

实时系统已经广泛的应用到社会的生产中,硬实时任务间的抢占调度成本会影响整个系统性能。本文提出了一种优化硬实时任务抢占开销的优化算法。对EDF调度抢占行为的可推迟时间进行了量化分析,在任意抢占时刻,推迟高优先级硬实时任务的执行以避免抢占发生的条件。实验结果表明,本文提出的算法可以保证可调度性的同时有效地减少抢占次数,从而提高系统性能。     

一种实时的嵌入式Linux调度策略

随着Linux广泛应用于嵌入式系统、实时控制等领域,增强Linux内核的实时性变得尤为重要。Linux2.6内核加入了抢占点,可以最大限度地降低内核不可抢占的时间间隔,但嵌入式系统实时性要求较高,因此基于嵌入式Linux(裁减的Linux2.6内核),分析实时调度策略,提出改进的实时调度策略IPEDF,该策略吸取了截止期最早最优先算法的优点,使内核可以在任何时间被抢占。最后对嵌入式Linux和基于IPEDF的嵌入式Linux进行测试,结果表明后者的任务响应时间少,从而进一步提高了嵌入式Linux2.6的实时性。     

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.     

Linux 2.6内核分析——对进程调度机制的分析

阐述了Linux 2.4内核进程调度程序在设计上存在的缺陷,分析了Linux 2.6内核在内核进程的调度时机、调度依据以及调度流程上相应的解决策略,这些改进使得Linux进程调度程序实现了O(1)调度算法,支持抢占式调度,并且增强了对实时任务和SMP的支持。     

现场硬实时网络调度算法研究

研究了实时任务死线不大于其周期的任务集调度条件与硬实时网络调度算法约束条件，论证了计算时间复杂度，并将单调死线调度方法直接用于非周期任务调度．最后对调度算法的可调度性进行了严格测试．     

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。     

一种Linux用户态实时多任务调度框架

Linux内核调度器的调度开销巨大,无法满足实时应用需求.为此设计并实现了基于多核Linux的用户态实时多任务调度框架ULight.ULight共包括三个核心模块:多任务调度模块、定时器模块以及用户态中断处理模块.多任务调度模块在Linux用户态提供基于优先级可抢占的实时多任务调度方案,旨在减少任务调度和切换开销;定时器模块则为多任务调度提供高精度的定时服务,以支持分时调度和任务休眠,并提供更多的抢占点;用户态中断处理模块通过在内核态和用户态之间构造中断处理的快速通道,使用户态任务可以直接处理硬件中断,保证中断处理的实时性和高效性.实验表明,ULight的任务切换效率明显优于Linux的线程切换效率;定时系统可以提供精度为20μs的稳定的定时服务;用户态中断处理模块能够在用户态完成对硬件中断的快速响应.     

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．     

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。     

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.     

Linux系统实时性探讨

标准Linux是典型的分时系统,具有较差的实时性.随着Linux操作系统在实时应用领域的不断扩展,增强Linux系统的实时性变得尤为必要.以分析Linux内核调度策略及算法为出发点,从整个Linux系统的角度讨论了几种不同的增强Linux系统实时性的方法,并总结了当前Linux系统实时性研究的方向.     

实时数据库事务的主-从并发控制方法

提出了一种针对实时数据库的主-从并发控制策略：从并发控制解决同类事务间的读写冲突，主并发控制解决不同类事务类间的读写冲突．并指出，这种主-从并发控制模型的性能要优于单一并发控制算法．     

嵌入式软PLC开发系统研究

基于ARM处理器和Linux操作系统的嵌入式软PLC运行系统,针对开发系统生成的目标代码通用性和不便于用户使用问题,设计了一种将IEC61131—3标准的语言程序转换为C语言程序的开发系统,使系统生成的目标代码在此种类型的运行系统上具有通用性。生成的LinuxC程序不仅能够在运行系统上直接编译运行,而且便于在PC机上仿真测试。介绍了各个模块的功能和实现,重点阐述了编译模块的设计与实现的关键技术,并结合实例进行测试验证。实验表明,该系统界面友好、操作简单,编译出的C语言程序执行效率较高,通用性强,方便用户使用。     

基于ARM9的嵌入式Linux系统移植研究与QoS功能实现

针对嵌入式系统应用和开发的需要,提出了在ARM嵌入式平台上移植Linux系统以及动态加载QoS模块的方法.本文在研究了Linux内核与ARM系列处理器工作原理的基础上,移植了Linux系统并设计了适用于互联网通信的QoS模块.测试分析表明,移植后的Linux系统能正常加载QoS模块,并能够良好运行在ARM平台上,证明了所提出方法的有效性.实验结果证明,该方法对其他嵌入式系统和互联网络服务质量的开发有一定的参考价值.