基于Linux的嵌入式操作系统实时性技术研究

【摘要】： 由于计算机技术、通讯技术相结合的信息时代的快速发展和互联网的广泛应用，3C(Computer、Communication、Consumer)合一的趋势已经形成，其结果必然就是将计算机工业的中心从计算产品转移到信息产品，从而出现信息电器的概念。在信息电器的应用开发领域，由于需要的功能不断的增加，嵌入式系统也就将成为软件业的新宠儿。同时在计算机本身的领域里面，微型化和专业化成为了发展的新趋势，同样也需要嵌入式系统的支持。因此，研究与嵌入式系统有关的关键技术－嵌入式操作系统有着相当重要的实际意义。 利用Linux搭建嵌入式操作系统是近年来出现的最令人振奋的方案。这有多方面的原因。首先，运行在嵌入式系统上的Linux能够提供全功能的桌面计算(Desktop Computing)，且由于其开放代码，定制变得非常方便。其次，Linux 已经支持大多数嵌入式系统上使用的芯片，包括StrongARM，MIPS和PowerPC。 最后，Linux是免费的，使用Linux 不需要付出任何费用。所以利用 Linux 作为底层操作系统成为现在日益流行的嵌入式操作系统的解决方案。 无所不在的嵌入式计算对实时多任务操作系统(RTOS)的需求日益迫切，Linux内核的实时支持研究为迎合这种需求提供了新的可能性。本文讨论了实时操作系统的现状及标准linux作为实时应用的一些不足，并从实现机制上分析了造成这些不足的原因，在此基础上从中断控制，实时调度策略，内核抢占及细粒度定时器几方面深入研究并实现了Linux内核的实时支持，使之成为一个较为完善的RTOS。作为一个嵌入式Linux系统环境研究项目的核心组成部分，我们保留Linux原有系统支持及API，把实时部分做成可配置单元。研究了提供尽可能多的实时调度策略，扩展系统适用范围的可行方案，同时指出了当前方案的不足和今后的研究方向。