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众所周知,Linux作为通用操作系统(GPOS),在诸如工业自动化、运动控制、工业通信等应用场景中,很难满足实时响应需求。那么,如何让我们的嵌入式产品在满足Linux操作系统通用性的同时,兼顾实时性能呢? 问题来了!PREEMPT_RT “实时补丁”主要做什么?怎么打?接下来,我们展开说说。 STM32 MPU OpenSTLinux支持统一平台化的Linux软件,以Linux内核为主线,支持Yocto & BuildRoot,预集成安全OS(OP-TEE),还有我们今天要着重说的支持Linux实时功能的扩展包X-LINUX-RT。' i' s1 |, L% f% j+ x ![]() - a: ~* e: B% d* m- G 依照以下步骤,可从ST官方获取STM32 MPU OpenSTLinux 实时扩展包 X-LINUX-RT。
; w- p" r9 Q' N! L2 t* Z5 U Linux-RT与Linux实时性能测试(Cyclictest工具)8 a' }! Y" J# E' Z3 m0 e+ E: E' O cyclictest常用于实时系统的基准测试,是评估实时系统相对性能的最常用工具之一。cyclictest反复测量并精确统计线程的实际唤醒时间,以提供有关系统的延迟信息。它可测量由硬件、固件和操作系统引起的实时系统的延迟。 基于STM32MP135F-DK板,使用cyclictest命令分别有“X-LINUX-RT”扩展包和没有“X-LINUX-RT”扩展包的系统测试其实时性。空载状态下,系统运行10分钟的测试曲线如下: ![]() ▲ 图1. 空载状态下,是否有“X-LINUX-RT”扩展包的测试曲线对比 对比测试数据,可看到打了X-LINUX-RT“实时补丁”的系统,延迟更加稳定,最大延迟更低,系统实时性更佳。4 J. W' v- \/ m: j; q- x2 S Linux-RT实时性能测试 同样,基于STM32MP135F-DK板,还是用cyclictest命令测试CPU空载及满载状态下的实时性能对比。系统运行12小时,空载状态和满载状态下的测试曲线如下: ![]() ▲ 图2. 系统运行12小时,有“X-LINUX-RT”扩展包的性能测试曲线 根据cyclictest 测试结果,得出下表:![]() + f( X) l; x' {* }7 U* A |
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X-LINUX-RT的应用不仅解决了Linux在高实时性需求场景中的局限性,还为嵌入式系统的开发提供了更多的灵活性和可能性。在未来的研究与开发中,深入探索和优化X-LINUX-RT的应用,将进一步推动实时系统的性能提升和技术进步,为各行业提供更加高效和可靠的解决方案。