如何給嵌入式Linux打?qū)崟r(shí)補(bǔ)丁？
一、實(shí)時(shí)系統(tǒng)分類
實(shí)時(shí)系統(tǒng)可以分為硬實(shí)時(shí)（Safety-Critical，低延時(shí)，比如幾十個(gè)us內(nèi)）和軟實(shí)時(shí)（幾百個(gè)us~幾個(gè)/幾十個(gè)ms)，硬實(shí)時(shí)通常跟高確定性、可靠性要求同時(shí)出現(xiàn)，如果達(dá)不到，可能會(huì)造成重大生命或者財(cái)產(chǎn)損失，比如說(shuō)航天飛控、汽車制動(dòng)系統(tǒng)、精密儀器等都有較高的硬實(shí)時(shí)要求。對(duì)于軟實(shí)時(shí)，可靠性要求沒那么高，即使出現(xiàn)了延遲，造成的損失可控，比如說(shuō)音頻失真，視頻不順暢。
二、已有方案
Linux 本身已經(jīng)有硬實(shí)時(shí)的方案，比如來(lái)自風(fēng)河的 RT Linux，或者西班牙一家研究所的 XtratuM + PartiKle，還有其他的比如 Xenomai，RTAI 等。另外，內(nèi)核官方還有完全搶占內(nèi)核（Preempt-RT Linux）的支持，這個(gè)在某些情況下也達(dá)到了硬實(shí)時(shí)要求，改補(bǔ)丁現(xiàn)在有OSADL維護(hù)。
然后就是各種優(yōu)化，包括驅(qū)動(dòng)（irq, preempt disable), spin lock 等使用，中斷函數(shù)線程化，mdelay 替換為 usleep_range() 等。優(yōu)化時(shí)需要用到很多工具，比如 Ftrace, Perf, Cyclictest, Oscilloscope 等。
硬件本身的低延遲設(shè)計(jì)、可靠性設(shè)計(jì)等也會(huì)嚴(yán)重影響系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性，比如說(shuō) ARM Cortex A/R/M 三系中的 R 就是專為高端嵌入式實(shí)時(shí)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的，在中斷行為方面做了優(yōu)化。
三、Linux RT-Preempt
飛凌FET335xD工業(yè)級(jí)核心板因?yàn)槠涑錾墓I(yè)級(jí)品質(zhì)和運(yùn)行的穩(wěn)定性在工業(yè)自動(dòng)化及通訊、電力、軌道交通、醫(yī)療器械等多種領(lǐng)域受到用戶的認(rèn)可。隨著市場(chǎng)產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)的不斷加劇，產(chǎn)品需要多樣化的優(yōu)勢(shì)來(lái)體現(xiàn)產(chǎn)品價(jià)值。作為國(guó)內(nèi)出貨量較大的核心板廠商，飛凌嵌入式同樣需要不斷的提升自己的產(chǎn)品特色以及市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，因?yàn)橹挥羞@樣，才能間接的使終端用戶的產(chǎn)品擁有更多的優(yōu)勢(shì)。為此，飛凌的軟件工程師成功的在FET335xD工業(yè)級(jí)核心板上移植了Linux RT-Preempt版本，使用戶在不增加成本的基礎(chǔ)上擁有了硬實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)。
飛凌移植的Linux RT-Preempt版本為3.2.88-RT126，擁有以下特點(diǎn)：
1、保證任務(wù)處理響應(yīng)時(shí)間的確定性，線程可搶占，確保高優(yōu)先級(jí)任務(wù)的響應(yīng)時(shí)間，最快可達(dá)6μs
2、微秒級(jí)的任務(wù)切換時(shí)間與延遲，實(shí)測(cè)任務(wù)切換時(shí)間可達(dá)500μs，任務(wù)切換延遲在負(fù)載狀態(tài)下最大僅100μsposix標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)時(shí)任務(wù)函數(shù)，通用性高，可移植性行強(qiáng)，具有高度兼容性
3、支持QT4.8.6，方便用戶界面開發(fā)
4、與普通版本Linux燒寫方式一樣，方便用戶生產(chǎn)與使用
5、開機(jī)啟動(dòng)時(shí)間僅15秒（從上電到界面點(diǎn)亮）
飛凌嵌入式出品的FET335xD工業(yè)級(jí)核心板，采用TI AM3354處理器，核心板工業(yè)級(jí)標(biāo)準(zhǔn)以及雙獨(dú)立MAC千兆網(wǎng)，豐富的485、CAN、GPMC等多種總線接口使此款核心板本身就很非常適合工控領(lǐng)域，現(xiàn)在支持了實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)Linux RT-Preempt，讓FET335xD核心板在工控領(lǐng)域更具適應(yīng)性。可以說(shuō)用戶選擇此款核心則免費(fèi)獲得了實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)的應(yīng)用需求，不需要花費(fèi)重金去購(gòu)買付費(fèi)的RTOS，也不需要自己進(jìn)行高難度的系統(tǒng)移植工作。
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