基于Linux的實時操作系統(tǒng)調(diào)度策略的研究.pdf

1、實時系統(tǒng)主要面向現(xiàn)實世界中與時間因素相關(guān)的應用需求，它所關(guān)注的不僅僅是計算結(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，實時系統(tǒng)已經(jīng)廣泛應用在軍事和民用領域。實時操作系統(tǒng)是其中的核心，隨著硬件性能的提高，實時應用不僅對操作系統(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、標準的、有廣泛支持的、高效而又廉價的實時操作系統(tǒng)，因此很多機構(gòu)開始

2、研究將功能強大的通用操作系統(tǒng)改造成實時操作系統(tǒng)。Linux具有功能強大、開放源碼、支持多種硬件平臺、模塊化設計、函數(shù)接口符合國際和工業(yè)標準等特點，自然成為進行實時化的首選。 Linux本身是一個分時系統(tǒng)，它在實時應用上有很大的局限性，特別是在實時調(diào)度策略上的單一性，因此本文提出了二級調(diào)度策略的設計思想以及基本框架，設計了RM調(diào)度器和EDF調(diào)度器，然后通過對RTAI的改進，實現(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研究實時系統(tǒng)調(diào)度策略和實時操作系統(tǒng)的基本理論知識，分析了Linux操作系統(tǒng)在實時應用上的優(yōu)勢和局限性； ②在對現(xiàn)有Linux實時調(diào)度器進行分析對比之后，提出了對RTAI的改進，并提出了二級調(diào)度策略的基本思想和調(diào)度框架，設計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算法進行了優(yōu)化，更好地解決了偶發(fā)性任務，瞬間過載，優(yōu)先級翻轉(zhuǎn)等

4、問題； ④在分析了實時操作系統(tǒng)的測試標準基礎上，對改進后的RTAI進行了功能測試和調(diào)度時延測試，并對結(jié)果進行分析。 綜上，本文針對Linux實時調(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。理論分析和實驗結(jié)果表明：相關(guān)策略是正確、有效的，擴展后的RTAI能夠依照所設定的算法對實時任務進行正確調(diào)度，并增強了RTAI的實時性能。