Linux分時(shí)操作系統的實(shí)時(shí)性分析

我們給每一個(gè)實(shí)時(shí)任務(wù)定義了4個(gè)調度屬性：priority（優(yōu)先級：限制該任務(wù)比相關(guān)聯(lián)的其他任務(wù)的優(yōu)先權）、starttime（起始時(shí)間：任務(wù)開(kāi)始執行時(shí)間）、finishtime（截止時(shí)間：任務(wù)停止時(shí)間）和budget（預設值：任務(wù)允許執行時(shí)間），不同屬性的數據對應不同的調度策略。宏觀(guān)調度結構分為兩個(gè)模塊：屬性分配模塊和調度器選擇模塊。屬性分配模塊給每一個(gè)實(shí)時(shí)任務(wù)分配多個(gè)屬性值，并通過(guò)其中的一兩個(gè)屬性值決定哪個(gè)屬性?xún)?yōu)先，這樣調度器選擇模塊就可以根據屬性的優(yōu)先級別選擇不同的調度器。例如：如果優(yōu)先級屬性?xún)?yōu)先，則調度器就變成了一個(gè)純粹的PD調度器；如果截止時(shí)間優(yōu)先，那么調度器就作為EDF調度器來(lái)工作。

實(shí)驗時(shí)采用Pentium-||400處理器，128MB內存，運行環(huán)境Linux2.0.35（以RED-Linux0.5為補?。?，以RM調度策略為例，分別測量每一次系統請求消耗的時(shí)間。數據整理如下：宏觀(guān)調度結構下屬性分配模塊消耗的時(shí)間大部分不到40Ls，平均約35Ls，調度器選擇模塊平均消耗時(shí)間約85Ls，消耗時(shí)間總計為118Ls，約占0.118%的CPU時(shí)間；單一調度策略的情況平均消耗時(shí)間約為25Ls，約占0.025%的CPU時(shí)間。宏觀(guān)調度結構的延遲時(shí)間為傳統調度方式的5倍，對于大多數的嵌入式系統來(lái)講內核的靈活性和可配置性比調度的延時(shí)更為重要，而宏觀(guān)結構和單一調度結構的CPU可用時(shí)間分別為99.88%和99.97%，差別極小，符合嵌入式系統實(shí)時(shí)性要求。

五、結論與展望

Linux雖然為分時(shí)操作系統，但由于其功能強大、源代碼開(kāi)放以及可移植性強等優(yōu)勢，已成為日益流行的嵌入式實(shí)時(shí)操作系統的解決方案。本文從軟中斷模擬技術(shù)、可搶占式內核和實(shí)時(shí)調度策略三個(gè)方面給出了改善系統實(shí)時(shí)性能的方法，并提出了通過(guò)采用宏觀(guān)調度結構實(shí)現的混合調度，拓展了實(shí)時(shí)系統的應用范圍。Linux實(shí)時(shí)性能的逐步完善，必將大大促進(jìn)嵌入式Linux在工業(yè)控制、后PC時(shí)代信息電器等領(lǐng)域的廣泛應用，應用的需要也會(huì )進(jìn)一步促進(jìn)大量新型控制算法的出現。