嵌入式Linux下的实时性增强方案

3 内核实时性测试

针对Linux2.6内核，本文并没有作出对内核调度算法的修正，只是探讨了中断运行机制、自旋锁及大内核锁技术在系统实时性能上的局限性，所以实验测试主要测试中断延迟时间和任务响应时间。实验环境： Intel 2 GHz CPU，256 DDR内存，Kernel 2.6.22版本。测试结果如表1所示。

由表可知，在中断服务程序中写入标记，测试中断触发至中断服务程序执行平均响应时间，标准Linux2.6内核平均中断响应时间为182 μs,改进后Linux2.6内核为14 μs。采用开源软件LMbench3.0 测试系统任务调度延迟时间,标准Linux2.6内核平均任务响应时间为1 260 μs，改进后Linux2.6内核为162μs。由此可见，改进策略在一定程度上大大减小了中断延迟和任务调度时间,有利于改善移动机器人任务处理的实时性能。

本文基于Linux2.6内核的关中断、中断优先级、内核的不可抢占性以及大内核锁保持时间过长等问题进行了实时性分析，提出了相应的改进方法。利用中断线程化、互斥锁的应用及大内核锁的改进等技术提高了系统的实时性能，降低了内核中断延迟和调度延迟。改进后的内核在移动机器人控制器平台中有很好的应用价值，提高了机器人控制的实时性能。