一種改進嵌入Linux實時性的新型方案

作者：時間：2010-12-16 來源：網(wǎng)絡

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NetWeb的開發(fā)基于前面介紹的嵌入式實時Linux操作系統(tǒng)。特殊的雙內(nèi)核操作系統(tǒng)結構決定了應用開發(fā)的特殊性。

1)任務管理功能

系統(tǒng)中的任務可以分為實時性任務和非實時性任務，實時任務包括實時數(shù)據(jù)采集、處理等方面，這部分的功能要在實時內(nèi)核RTAI之上進行實現(xiàn)；另外，非實時任務主要包括數(shù)據(jù)存儲、遠程通訊的實現(xiàn)，這部分功能要在基本內(nèi)核uClinux之上實現(xiàn)。

嵌入式實時Linux將實時任務與非實時任務分開管理，實施不同的調(diào)度策略和任務間通信方式，至于實時任務與非實時任務之間的通信可以通過實時的FIFO或共享內(nèi)存實現(xiàn)。這樣的功能使應用的編寫簡潔清晰、功能明確、調(diào)度靈活，方便了用戶。

2)網(wǎng)絡功能

嵌入式實時Linux實現(xiàn)了嵌入式互聯(lián)網(wǎng)技術，將Web服務器引入到現(xiàn)場測試和控制設備中，在相應的硬件平臺和軟件系統(tǒng)的支持下，使傳統(tǒng)的測試和控制設備轉(zhuǎn)變?yōu)榫邆淞艘訲CP／IP為底層通信協(xié)議，Web技術為核心的基于互聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)絡測試和控制設備。

嵌入式Web與傳統(tǒng)Web應用相比，簡化了系統(tǒng)結構，將信息采集和信息發(fā)布都集成到現(xiàn)場的測控設備中。由于有了標準的接口形式和通信協(xié)議，內(nèi)嵌于設備的 Web服務器可以向任何接入它所在網(wǎng)絡的合法用戶提供統(tǒng)一的基于瀏覽器方式的操作和控制界面，瀏覽器成了設備的前端控制板。

3)實時性

嵌入式實時Linux是硬實時的嵌入式操作系統(tǒng)。當中斷到來時，若是基本內(nèi)核中斷，如果當前有實時任務正在運行，則只是設置一下中斷標志位，懸掛此中斷；如果此中斷是實時中斷，就直接調(diào)用相對應的實時中斷處理程序。這樣的調(diào)度機制可以保證遠程監(jiān)控系統(tǒng)中實時任務在確定的時間限度內(nèi)完成，為系統(tǒng)故障的實時預報、診斷、控制提供了強有力的支持。

此外，系統(tǒng)還從時間管理、內(nèi)存管理、中斷管理、同步、互斥管理以及設備管理等方面對這一操作系統(tǒng)的功能進行評估驗證。

本文小結

盡管將Linux進行嵌入式實時性改進的方案很多，但是采用RTAI＋uClinux的還未見到成型的產(chǎn)品。這一方案既符合嵌入式系統(tǒng)的需求，又達到硬實時性標準，同時還有強大的網(wǎng)絡功能、易升級性、易移植性等優(yōu)點。

同時，在其上進行應用編程時實時任務(基于RTAI)和非實時任務(基于uClinux)是分開編寫的，清晰簡潔，但由于用戶需要直接在內(nèi)核空間編程，從系統(tǒng)的安全性角度存在很大隱患。希望可以通過進一步討論研究使其更加完善。