基于Linux的實(shí)時操作系統(tǒng)調(diào)度策略的研究.pdf

1、實(shí)時系統(tǒng)主要面向現(xiàn)實(shí)世界中與時間因素相關(guān)的應(yīng)用需求，它所關(guān)注的不僅僅是計(jì)算結(jié)果在邏輯上的正確性，而且還有輸出結(jié)果時間的及時性，目前，實(shí)時系統(tǒng)已經(jīng)廣泛應(yīng)用在軍事和民用領(lǐng)域。實(shí)時操作系統(tǒng)是其中的核心，隨著硬件性能的提高，實(shí)時應(yīng)用不僅對操作系統(tǒng)的性能，而且對其功能也提出了越來越高的要求，例如圖形界面、網(wǎng)絡(luò)功能等?，F(xiàn)有商業(yè)RTOS不是功能過于簡單就是價格過于昂貴，缺少一個開放的、標(biāo)準(zhǔn)的、有廣泛支持的、高效而又廉價的實(shí)時操作系統(tǒng)，因此很多機(jī)構(gòu)開始

2、研究將功能強(qiáng)大的通用操作系統(tǒng)改造成實(shí)時操作系統(tǒng)。Linux具有功能強(qiáng)大、開放源碼、支持多種硬件平臺、模塊化設(shè)計(jì)、函數(shù)接口符合國際和工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)等特點(diǎn)，自然成為進(jìn)行實(shí)時化的首選。 Linux本身是一個分時系統(tǒng)，它在實(shí)時應(yīng)用上有很大的局限性，特別是在實(shí)時調(diào)度策略上的單一性，因此本文提出了二級調(diào)度策略的設(shè)計(jì)思想以及基本框架，設(shè)計(jì)了RM調(diào)度器和EDF調(diào)度器，然后通過對RTAI的改進(jìn)，實(shí)現(xiàn)了基于二級調(diào)度策略的調(diào)度器。論文主要內(nèi)容如下：

3、 ①研究實(shí)時系統(tǒng)調(diào)度策略和實(shí)時操作系統(tǒng)的基本理論知識，分析了Linux操作系統(tǒng)在實(shí)時應(yīng)用上的優(yōu)勢和局限性； ②在對現(xiàn)有Linux實(shí)時調(diào)度器進(jìn)行分析對比之后，提出了對RTAI的改進(jìn)，并提出了二級調(diào)度策略的基本思想和調(diào)度框架，設(shè)計(jì)RM調(diào)度器和EDF調(diào)度器，使RTAI提供對單調(diào)速率算法和最早時限優(yōu)先算法的支持； ③實(shí)現(xiàn)了基于二級調(diào)度策略的調(diào)度器，并對RM算法和EDF算法進(jìn)行了優(yōu)化，更好地解決了偶發(fā)性任務(wù)，瞬間過載，優(yōu)先級翻轉(zhuǎn)等

4、問題； ④在分析了實(shí)時操作系統(tǒng)的測試標(biāo)準(zhǔn)基礎(chǔ)上，對改進(jìn)后的RTAI進(jìn)行了功能測試和調(diào)度時延測試，并對結(jié)果進(jìn)行分析。 綜上，本文針對Linux實(shí)時調(diào)度策略單一的缺陷，提出了一種二級調(diào)度策略的基本思想，使多種調(diào)度策略都能得到支持，相對于只對單種調(diào)度策略提供支持的方案，拓展了系統(tǒng)的可使用范圍。理論分析和實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：相關(guān)策略是正確、有效的，擴(kuò)展后的RTAI能夠依照所設(shè)定的算法對實(shí)時任務(wù)進(jìn)行正確調(diào)度，并增強(qiáng)了RTAI的實(shí)時性能。