哪些因素會影響到嵌入式操作系統(tǒng)的實時性

嵌入式實時操作系統(tǒng)是嵌入式應(yīng)用軟件的開發(fā)基礎(chǔ)和平臺,為應(yīng)用軟件的開發(fā)人員提供了統(tǒng)一的用戶接口,簡化了應(yīng)用軟件的開發(fā)難度和代碼工程化管理的難度.與傳統(tǒng)的操作系統(tǒng)不同的是,嵌入式實時操作系統(tǒng)要求具有更好的實時性能,能對外部時間做出準(zhǔn)確,實時的響應(yīng).Linux操作系統(tǒng)的源代碼開放,內(nèi)核模塊化設(shè)計及內(nèi)核的高度可裁減性使其在嵌入式實時操作系統(tǒng)研究領(lǐng)域備受重視.

一、縮短中斷響應(yīng)時間。

幾乎所有的實時事件都是通過中斷上報的，當(dāng)中斷來臨時，必須停止當(dāng)前的一切任務(wù)，響應(yīng)中斷，把中斷分成兩部分：上半部分與下半部分，或者快中斷部分與慢中斷部分。上半部分屏蔽其他中斷，處理那些緊急任務(wù)，如清除某些寄存器，保存中斷現(xiàn)場，給相應(yīng)進程發(fā)送消息等， 其他不太緊急的部分放在下半部分，此時所有中斷打開，不影響其他任務(wù)的完成。

二、縮短進程上下文切換時間。

當(dāng)CPU在執(zhí)行某個任務(wù)時，實時任務(wù)到來，需要馬上執(zhí)行實時任務(wù)，不能等到當(dāng)前任務(wù)時間片用完才去執(zhí)行實時任務(wù)，必須在中斷來臨之時馬上能夠切換過去，保存當(dāng)前進程的上下文如寄存器，內(nèi)存，文件，信號等上下文，恢復(fù)實時任務(wù)的上下文。保存恢復(fù)上下文越快越好，這就要求兩個進程的上下文共享的資源越少越好，如每個任務(wù)的內(nèi)存是獨立的，甚至寄存器也是獨立的，這樣互不干擾，切換最快了。

三、縮短實時進程調(diào)度時間。

一般進程都是按照優(yōu)先級調(diào)度的，實時進程的優(yōu)先級當(dāng)然要比非實時的高， 不同實時進程按緊急度不同優(yōu)先級也不同，實時進程調(diào)度算法最好與非實時部分有所區(qū)別，算法復(fù)雜度最好是O(1).

四、縮短進程資源分配等待時間。

對于一個多進程操作系統(tǒng)，很多資源是大家共享的，如果實時進程需要某個資源，發(fā)現(xiàn)那個資源被別的低優(yōu)先級進程占用，非要等人家執(zhí)行完才行，而此低優(yōu)先級進程級別實在太低，其它的進程趁機搶占了CPU, 導(dǎo)致這個低優(yōu)先級進程遲遲得不到執(zhí)行，連累苦了我們的實時進程。這樣就造成了優(yōu)先級的反轉(zhuǎn)， 解決優(yōu)先級反轉(zhuǎn)也有很多辦法：主要有優(yōu)先級繼承與優(yōu)先級極限兩種， 原理都相同：此時迅速提高占有資源的低優(yōu)先級進程的優(yōu)先級，使其優(yōu)先級至少與等待資源的實時進程相同。

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