Linux操作系统的实时化分析

随着Linux的迅速发展和实时操作系统的广泛应用,现在更加关注Linux的实时问题.本文介绍了四种实时化的改造方法,详细分析两个有代表性的实时Linux,即RT-Linux和Kurt-Linux的主要实现、特性以及他们之间的差异.     

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。     

应用于数控系统的嵌入式Linux的研究及其性能评测

Linux是通用的分时操作系统,由于它对实时任务的响应时间具有很大的不确定性和不可预测性,所以将其应用于数控系统方面尚存在许多不足之处.在对Linux进行实时化改进的基础上,采用软件插桩技术对Linux和RT-Linux操作系统的实时指标表进行评测.结果表明:.RT-Linux能够很好地满足数控系统对实时性能的要求.     

一种增强Linux实时性能的技术

在对Linux核心进行分析的基础上，深入研究了Linux操作系统的不可切换性和实时信号的延迟性，提出了一种增强Linux操作系统实时性能的技术方案。     

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。     

构建基于RTLinux的嵌入式系统研究与开发

Linux作为嵌入式操作系统在嵌入式系统中应用越来越普及。Linux若是作为一个实时操作系统,它无法满足实时系统严格的实时性要求。RTLinux是在Ｌinux内核的下层实现所得的一个简单的硬实时内核,但是RTLinux也存在一个很大的缺陷,那就是实时任务无法使用Linux提供的服务,特别是它无法使用Linux中的TCP/IP的网络功能,在此介绍的IwIP是一个可以运行在RTLinux并能被实时任务使用的嵌入式的轻量级TCP/IP协议栈。IwIP还可以使实时任务与远程实时任务或Linux用户进程通讯。根据这些特性,我们通过将Linux,IwIP和RTLinux 3者合理的结合在一起,从而构成一个全新的实时系统框架。     

普通Linux实时应用的局限性分析

Linux应用于嵌入式系统有很大的优势,但在大多数嵌入式系统中操作系统要求实时性,而实时性不强是Linux应用于实时环境的主要缺点,文中分析了普通Linux不能直接用于实时系统的原因,并介绍了Linux实时改造、调度算法改造的常用方法.     

基于Linux的KD—DRT实时目标平台技术研究

随着Linux系统在仿真领域的广泛应用，改进Linux的性能，使其适用于实时仿真操作系统领域成为一个备受关注的研究方向。本文首先介绍了KD—DRT仿真平台的总体结构．根据需求确定了基于Netbeans远程开发的程序开发环境，然后对Linux实时化改造进行了分析，选择实时抢占补丁方案，最后对基于Linux的KD—DRT实时目标平台进行相关测试。     

Linux下的实时文件系统研究

在当今商品化如此发达的时代,Linux是一个奇迹.到现在为止,它已能支持十余种文件系统,但包括现在Linux所使用的Ext2文件系统在内,其实时性都不理想.正是基于这个原因提出了Linux下的实时文件系统(LRTFS).在分析虚拟文件系统(VFS)和Ext2文件系统的基础上,首先指出它们在解决实时问题上的不足,然后提出了实时文件系统LRTFS,并阐述了它在Linux下的设计和实现方案.     

基于Linux的混合实时操作系统

多媒体及高速网络技术的发展,大大扩展了应用的需求,很多应用不仅具有实时特性,还要求系统提供丰富的服务和可扩展能力。本文在深入研究影响Linux实时性能的因素,比较目前主流实时Linux优缺点的基础上,设计开发出一种混合实时操作系统——KLinux。KLinux基于开源Linux,在内核架构、混合实时调度,以及错误处理等方面进行了改造。实验结果表明,改进后Linux内核在任务调度、上下文切换、CPU运算等方面的实时性能分别提高了253%、177%、255%,同时支持内核态实时应用和用户态非实时应用的双态混合开发,可满足当前绝大多数应用的需求。     

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     

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.     

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．     

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下的实时调度算法

Linux实现了实时进程的概念,但并没有提供有效的任务调度支持;另一方面,RM和EDF等传统的优先级调度算法在实时系统中已经得到广泛应用,但它们对于确定优先级所采用的标准比较简单和片面,容易导致紧急型任务的截止期限不能被满足或系统资源不能被充分利用。基于RM和EDF,文中提出了一种新的实时调度算法SBRD,它的优先级根据重要性和紧急性两个重要因素共同确定。实验表明,与RM和EDF相比,SBRD兼具二者的优点,在保证重要任务顺利执行的前提下,优先执行紧急型任务,以满足更多的任务,更充分的利用CPU资源;与原Linux的实时调度相比,SBRD能更有效的调度实时任务。     

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.     

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。