一種改進嵌入Linux實時性的新型方案
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現(xiàn) 有的嵌入式操作系統(tǒng)大致可分為商用型和免費型兩類：商用型操作系統(tǒng)由于功能穩(wěn)定、可靠，有完善的技術(shù)支持和售后服務，在嵌入式市場占有一定的份額。但它同 時也存在價格昂貴、需要版權(quán)、源代碼不公開等一系列問題；免費型操作系統(tǒng)(如Linux)源碼公開，有價格方面的優(yōu)勢，但在嚴格滿足嵌入式實時應用需求方 面還有欠缺。
圖2 實時內(nèi)核實現(xiàn)機理
RTAI對Linux的實時性改進
現(xiàn)有幾種針對Linux的實時系統(tǒng)解決方案，實現(xiàn)方法主要包括兩種：
1)直接修改Linux內(nèi)核、增加實時性，如：Montavista；
2)在普通Linux內(nèi)核之上增加實時模塊、雙內(nèi)核結(jié)構(gòu)，如：RTLinux或RTAI。
Montavista 可以滿足用戶的軟實時要求，RTLinux或RTAI著重增強Linux的硬實時特性。軟實時系統(tǒng)的時限是柔性靈活的，它可以容忍偶然的超時錯誤。失敗造 成的后果并不嚴重，僅僅是輕微地降低了系統(tǒng)的吞吐量。硬實時系統(tǒng)有一個剛性的、不可改變的時間限制，它不允許任何超出時限的錯誤。超時錯誤會帶來損害甚至 導致系統(tǒng)失敗、或者導致系統(tǒng)不能實現(xiàn)它的預期目標。
RTAI采用雙內(nèi)核方法，不直接使用Linux的任何功能，而是把需要高度時間精度的 工作寫成一個驅(qū)動程序的形式，然后直接用PC時序芯片所產(chǎn)生的中斷調(diào)用這個驅(qū)動程序。RTAI與NMT RT-Linux的最大不同之處在于，它在Linux上定義了一組實時硬件抽象層(RTHAL)。RTHAL將RTAI需要在Linux中修改的部分定義 成一組程序界面，RTAI只使用這組界面和Linux溝通。這樣做的好處在于，用戶可以將直接修改的Linux核心程序代碼減至最小，這有可能使得將 RTHAL移植到新版Linux的工作量減至最低。
但是，RTAI雖然滿足了硬實時性要求，卻沒有被裁減為足夠小且適用于嵌入式系統(tǒng)。
RTAI+uClinux的實時方案
uClinux 是為嵌入式應用設計的，它本身并沒有更多地關(guān)注實時問題。uClinux經(jīng)過小型化改造，形成了一個高度優(yōu)化、代碼緊湊的嵌入式Linux，并保留了 Linux大多數(shù)的優(yōu)點。它專門針對無MMU的CPU，去除了普通Linux內(nèi)核中的虛擬內(nèi)存管理部分。更重要的是，uClinux提供了完整的 TCP/IP協(xié)議棧，并支持大量其他的網(wǎng)絡協(xié)議，為嵌入式系統(tǒng)提供了強大的網(wǎng)絡支持。
linux操作系統(tǒng)文章專題:linux操作系統(tǒng)詳解（linux不再難懂）
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