linux实时性研究

Linux 实时性研究旨在提升 Linux 系统对外部事件的响应速度和确定性，使其能够满足实时应用的需求。以下是关于 Linux 实时性研究的一些关键内容：

• Linux 实时性不足的原因
  • 中断优先级问题：在标准 Linux 内核中，中断具有最高优先级，包括软中断，这使得实时任务的优先级得不到保证。
  • 内核可抢占性不足：Linux 2.4 及之前的版本中，若任务运行在内核态，即使有更高优先级任务等待，当前任务也不能被抢占，直到其主动让出 CPU。
• 实时性优化方案
  • RT - Preempt 补丁：通过给标准内核打补丁，将其转换为可抢占式内核，减少任务被中断的延迟，可使延迟降至几十微秒，适用于工业控制、音视频处理等软实时场景。
  • 双内核架构（如 Xenomai 或 RTAI）：在 Linux 内核旁运行一个独立的实时微内核，如 Xenomai 的 Cobalt 核心。实时微内核优先级高于 Linux 内核，负责实时任务，Linux 内核负责非实时任务，可实现几微秒的低延迟，适用于机器人控制、CNC 机床等硬实时场景。
  • 隔离 CPU 核心：通过isolcpus内核参数和cgroups隔离 CPU 核心，专供实时任务使用，可提高实时性。