【摘要】：進(jìn)入后PC時代，移動設(shè)備成為人們生活的重要工具。嵌入式系統(tǒng)在移動計算領(lǐng)域發(fā)揮著越來越重要的作用，其優(yōu)勢在于能夠較好的結(jié)合微處理器及其專屬軟件，達(dá)到系統(tǒng)操作效率與成本的最大比。但是隨著微電子技術(shù)發(fā)展，一顆芯片所集成的晶體管數(shù)達(dá)到數(shù)億個，在其上負(fù)載的系統(tǒng)越來越復(fù)雜以致實時性越來越低，特別是在一些關(guān)鍵領(lǐng)域，如自動控制、核電站等，如果滿足不了實時性要求將造成不可挽回的后果。因此，有必要就嵌入式系統(tǒng)實時性進(jìn)行研究。 嵌入式系統(tǒng)實時性主要包括系統(tǒng)對外部事件的響應(yīng)、任務(wù)執(zhí)行的及時性等。對外部事件響應(yīng)稱之為中斷，包括中斷延遲、中斷響應(yīng)以及中斷處理階段。對任務(wù)及時處理在通用PC里表現(xiàn)為調(diào)度。就任務(wù)調(diào)度而言，涉及調(diào)度算法、調(diào)度策略�，F(xiàn)今比較成熟的調(diào)度算法有RM算法和EDF算法，其他調(diào)度算法都是基于它演變而來的。RM算法是一個靜態(tài)的固定優(yōu)先級調(diào)度算法。任務(wù)的優(yōu)先級與任務(wù)的周期表現(xiàn)為單調(diào)函數(shù)關(guān)系。EDF算法是一種采用動態(tài)調(diào)度的具有更高CPU使用率的調(diào)度算法。 本文通過深入分析Linux內(nèi)核調(diào)度框架，歸納出其面向?qū)ο笤O(shè)計思想。通過分析已有的實時調(diào)度策略，發(fā)現(xiàn)Linux的實時性并不“實時”，因此本文針對嵌入式Linux環(huán)境提供調(diào)度實時化的保障機(jī)制，深入分析RM、EDF和自適應(yīng)調(diào)度算法并將其引入Linux內(nèi)核，，最后在基于Apollo平臺的嵌入式Linux下編碼實現(xiàn)這三種調(diào)度器，以此為平臺通過實驗測試數(shù)據(jù)表明三種調(diào)度器能保證任務(wù)執(zhí)行的實時性，特別是在具有反饋機(jī)制的應(yīng)用場合下自適應(yīng)調(diào)度器極大地保證任務(wù)的實時性。
[Abstract]:In the post-PC era, mobile devices have become an important tool in people's life. Embedded system is playing a more and more important role in the field of mobile computing. The advantage of embedded system is that it can combine microprocessor and its exclusive software to achieve the maximum ratio of operating efficiency to cost. However, with the development of microelectronics technology, the number of transistors integrated into a chip has reached hundreds of millions, and the system loaded on it is becoming more and more complex and the real-time performance is becoming lower and lower, especially in some key fields, such as automatic control, nuclear power plant, etc. If can not meet the real-time requirements will cause irreparable consequences. Therefore, it is necessary to study the real-time of embedded system. The real-time performance of embedded system mainly includes the response of system to external events, the timeliness of task execution and so on. External event response is called interrupt, which includes interrupt delay, interrupt response and interrupt processing stage. Timely processing of tasks is represented as scheduling in general PC. As far as task scheduling is concerned, it involves scheduling algorithm and scheduling strategy. Nowadays the more mature scheduling algorithms are RM algorithm and EDF algorithm. Other scheduling algorithms are based on the evolution of the. RM algorithm is a static fixed priority scheduling algorithm. The monotone function relation between the priority of the task and the period of the task. EDF algorithm is a scheduling algorithm with higher CPU utilization rate using dynamic scheduling. In this paper, the object-oriented design idea of Linux kernel scheduling framework is summarized by analyzing its kernel scheduling framework in depth. By analyzing the existing real-time scheduling strategy, it is found that the real-time performance of Linux is not "real-time". Therefore, this paper provides a real-time scheduling guarantee mechanism for embedded Linux environment, and deeply analyzes RML-EDF and adaptive scheduling algorithms and introduces them into the Linux kernel. Finally, the three schedulers are coded under embedded Linux based on Apollo platform. The experimental data show that the three schedulers can guarantee the real-time performance of the task. Especially in the application with feedback mechanism, the adaptive scheduler can greatly guarantee the real-time performance of the task.
【學(xué)位授予單位】：電子科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2012
【分類號】：TP368.1;TP316.81

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2179366