?C50D01VX 改進(jìn)內(nèi)核實(shí)時性的分析與研究 從中斷軟件模擬、可搶占式內(nèi)核體系結(jié)構(gòu)、實(shí)時任務(wù)的調(diào)度策略這三個方面對嵌入式Linux內(nèi)核進(jìn)行研究，并給出了相應(yīng)的提高實(shí)時性的方法。

1. 響應(yīng)時間的分析及解決方法 任務(wù)的響應(yīng)時間被定義為一個事件的發(fā)生和任務(wù)響應(yīng)這一事件開始執(zhí)行之間的間隔時間，通常有以下幾個因素影響任務(wù)的響應(yīng)時間。

（1） 中斷分配時間IDT（interruptdispatchtime）：當(dāng)一個中斷產(chǎn)生時，在調(diào)用中斷處理程序占用CPU以前，操作系統(tǒng)用來保存所有的寄存器中的內(nèi)容和系統(tǒng)中其他的關(guān)于這一任務(wù)狀態(tài)的時間。

（2） 中斷服務(wù)時間：IST（interruptservicetime）：中斷服務(wù)程序用來從硬件設(shè)備讀取信息或從操作系統(tǒng)收集信息所用的時間。

（3） 內(nèi)核搶占時間KPT（kernelpreemptiontime）：?C50D01VX在操作系統(tǒng)意欲搶占當(dāng)前進(jìn)程與搶占實(shí)際上發(fā)生之間的時間間隔。

（4） 調(diào)度延遲SD（scheduledelay）：調(diào)度程序用來調(diào)度另一個線程投入運(yùn)行的時間。

（5） 進(jìn)程切換時間CST（contestswitchingtime）：當(dāng)前線程用來保存寄存器和系統(tǒng)狀態(tài)的時間與將要運(yùn)行的線程恢復(fù)寄存器中的內(nèi)容和系統(tǒng)狀態(tài)的時間總和。

（6） 系統(tǒng)調(diào)用返回時間RST（returnfromsystemcall）：處于內(nèi)核態(tài)的線程在它返回用戶態(tài)之前檢查一些狀態(tài)所用的時間。 以上這些時間中，SD、CST和RST總是固定不變的，如果Linux內(nèi)核設(shè)計得當(dāng)?shù)脑?，IDT、IST和KPT可以有效的減少。在實(shí)時應(yīng)用的環(huán)境中，若干個中斷同時發(fā)生的情況是*可能存在的。

這時任務(wù)的響應(yīng)時間zui多將包含N（IDT+IST），N為中斷數(shù)。?C50D01VX  中斷軟件模擬被用來解決多個中斷同時發(fā)生的情形。當(dāng)一個硬件中斷發(fā)生時，系統(tǒng)只是簡單的在時間表中報告這一時間的發(fā)生，然后立即將?C50D01VXCPU的控制權(quán)返回給操作系統(tǒng)，*略過了查中斷向量表并執(zhí)行相應(yīng)的中斷服務(wù)程序。系統(tǒng)在Linux內(nèi)核之前截獲了所有應(yīng)中斷信號，并根據(jù)當(dāng)前實(shí)時任務(wù)的需要，由軟中斷模擬機(jī)制處理或掛起該中斷（例如：IBMPC中的8259中斷控制器）。

采用這個方法，可以減少當(dāng)多個中斷同時發(fā)生時任務(wù)的響應(yīng)時間，zui長的延遲時間為N＊IST’，其中N為中斷數(shù)。在這里之所以是IST’，而不是IST，是因?yàn)椴捎密浿袛嘬浖M的方法使得在IST時間段內(nèi)只執(zhí)行一些簡單的操作。 2. 搶占式內(nèi)核體系結(jié)構(gòu)的設(shè)計 為了解決Linux實(shí)現(xiàn)硬實(shí)時的zui大障礙，使Linux內(nèi)核成為*可被搶占實(shí)時內(nèi)核，典型的實(shí)現(xiàn)方案是雙核結(jié)構(gòu)。使用實(shí)時核來運(yùn)行實(shí)時任務(wù)，Linux內(nèi)核來運(yùn)行非實(shí)時任務(wù)。

例如：?C50D01VX 對于實(shí)時數(shù)據(jù)采樣分析而言，利用實(shí)時內(nèi)核運(yùn)行一個實(shí)時任務(wù)來完成數(shù)據(jù)采集，另一個實(shí)時任務(wù)完成數(shù)據(jù)分析和控制輸出功能；同時利用Linux內(nèi)核上運(yùn)行的界面來進(jìn)行數(shù)據(jù)顯示

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