【摘要】：在眾多的嵌入式操作系統(tǒng)中，嵌入式Linux系統(tǒng)由于其源代碼開放、內(nèi)核易于裁剪、可移植性強等特點，被廣泛應(yīng)用在嵌入式系統(tǒng)的開發(fā)中。然而，Linux最初作為分時系統(tǒng)設(shè)計，其目標是提高系統(tǒng)的吞吐量和整體性能，在實時性方面很難滿足一些嵌入式實時應(yīng)用系統(tǒng)的要求，因此有必要對Linux系統(tǒng)實時性進行研究。 在對Linux系統(tǒng)內(nèi)核研究基礎(chǔ)上，本文對Linux構(gòu)造嵌入式實時系統(tǒng)的優(yōu)勢和在實時性方面的缺陷進行了分析，重點研究了提高Linux實時性的方法。進程調(diào)度策略是影響嵌入式Linux系統(tǒng)實時性能最重要的因素。本文根據(jù)Linux中task_struct數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的定義，對非實時任務(wù)采用多級反饋輪轉(zhuǎn)調(diào)度，實時任務(wù)采用FIFO（先來先服務(wù)）和RR（時間片輪轉(zhuǎn)）調(diào)度。并通過兩方面的工作來提高嵌入式Linux內(nèi)核實時性。一方面，利用雙內(nèi)核結(jié)構(gòu)，將RT-Linux移植到Linux中作為處理實時任務(wù)的內(nèi)核。系統(tǒng)采用虛擬中斷機制由實時核心進行中斷響應(yīng)，解決中斷屏蔽問題。另一方面，通過添加實時調(diào)度器從Linux進程調(diào)度機制上改善系統(tǒng)性能。對于靜態(tài)周期任務(wù)，采用RM調(diào)度器，周期短的任務(wù)優(yōu)先級高；對于動態(tài)任務(wù)，采用EDF調(diào)度器，，根據(jù)任務(wù)的最早截止時間，截止時間早的任務(wù)優(yōu)先級高。經(jīng)過驗證，本文方法能有效提高嵌入式Linux內(nèi)核的實時性。
[Abstract]:Among many embedded operating systems, embedded Linux system is widely used in the development of embedded system because of its open source code, easy to cut the kernel, strong portability and so on. However, Linux was originally designed as a time-sharing system, its goal is to improve the throughput and overall performance of the system, it is difficult to meet the real-time requirements of some embedded real-time application systems, so it is necessary to study the real-time performance of Linux system. On the basis of the research on the kernel of Linux system, this paper analyzes the advantages and disadvantages of Linux in constructing embedded real-time system, and focuses on the methods to improve the real-time performance of Linux. Process scheduling strategy is the most important factor affecting the real-time performance of embedded Linux system. In this paper, according to the definition of task_struct data structure in Linux, multilevel feedback rotation scheduling is adopted for non-real-time tasks, and FIFO (first come, first served) and RR (time slice rotation) scheduling for real-time tasks. And through two aspects of work to improve the real-time embedded Linux kernel. On the one hand, RT-Linux is transplanted to Linux as the kernel to handle real-time tasks by using dual-kernel structure. The system adopts the virtual interrupt mechanism to respond to the interrupt by the real-time core to solve the problem of interrupt shielding. On the other hand, the system performance is improved by adding a real-time scheduler from the Linux process scheduling mechanism. For static periodic tasks, RM scheduler is adopted, and for dynamic tasks, EDF scheduler is used. According to the earliest deadline of tasks, the tasks with early deadline are of high priority. It is proved that this method can effectively improve the real-time performance of embedded Linux kernel.
【學(xué)位授予單位】：沈陽工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2012
【分類號】：TP316.81;TP368.1

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本文編號：2231978