基于APIC时钟的嵌入式Linux内核实时化研究

3 实时性能测试与分析

实验条件1：CPU：PⅢ300 MHz，内存为128 MB，硬盘为5 400转的15 GB台式机硬盘，操作系统为Fedora2．6．18内核。环境一(vd-d1)采用原版内核，环境二(vd-d2)采用改进型内核。测试方法为通过测试内核的上、下文切换、内存延迟及模拟外部中断来评价改造前后的性能。统计测试结果，如图2、图3所示。

从实验结果可知，在上、下文切换中I／0读／写和文件打开和关闭，改进型内核的实时性能都有明显提高，模拟TCP通道子项，改进型内核性能提高了约6倍，但在对中断响应要求不是很高的null call测试中，中断响应时间几乎相同。改进型内核中断响应速度始终稳定在微妙级。在处理器负荷较轻时原始内核有着良好的内存延迟，随着处理器负荷的进一步加重，原始内核的内存延迟急剧增加。在最差情况下，系统响应速度较慢，延迟时间达到5μs。而改进型内核在处理器负荷变化时，系统的响应速度变化不明显，而且中断响应速度始终稳定在2μs以下，性能稳定。

实验条件2：采用改进型内核，环境一(vd-d2)CPU：PIII 300 MHz，环境二(vd-d3)CPU降频为200 MHz(接近ARM9)。统计测试结果，获得它们的文件系统延迟结果见图4。图4反映了同样采用改进型内核，将CPU降频前后，测试结果差距在10μs以内，可看出在文件系统延迟中，处理器频率的较小差距对内核的影响不大。如采用高主频的处理器，实验结果差距较大。

4 结语

本文通过修改APIC时钟，可显著地改进嵌入式系统的实时性能，通过对比试验可看出改进型内核具有良好的实时性能，满足了系统实时性和稳定性要求。本文方法使得嵌入式Linux系统在高实时性领域中得到实际的应用。