哪些因素會(huì)影響到嵌入式操作系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性

嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)是嵌入式應(yīng)用軟件的開發(fā)基礎(chǔ)和平臺(tái),為應(yīng)用軟件的開發(fā)人員提供了統(tǒng)一的用戶接口,簡(jiǎn)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(shí)時(shí)操作系統(tǒng)要求具有更好的實(shí)時(shí)性能,能對(duì)外部時(shí)間做出準(zhǔn)確,實(shí)時(shí)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(jì)及內(nèi)核的高度可裁減性使其在嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)研究領(lǐng)域備受重視.

一、縮短中斷響應(yīng)時(shí)間。

幾乎所有的實(shí)時(shí)事件都是通過(guò)中斷上報(bào)的，當(dāng)中斷來(lái)臨時(shí)，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(chǎng)，給相應(yīng)進(jìn)程發(fā)送消息等， 其他不太緊急的部分放在下半部分，此時(shí)所有中斷打開，不影響其他任務(wù)的完成。

二、縮短進(jìn)程上下文切換時(shí)間。

當(dāng)CPU在執(zhí)行某個(gè)任務(wù)時(shí)，實(shí)時(shí)任務(wù)到來(lái)，需要馬上執(zhí)行實(shí)時(shí)任務(wù)，不能等到當(dāng)前任務(wù)時(shí)間片用完才去執(zhí)行實(shí)時(shí)任務(wù)，必須在中斷來(lái)臨之時(shí)馬上能夠切換過(guò)去，保存當(dāng)前進(jìn)程的上下文如寄存器，內(nèi)存，文件，信號(hào)等上下文，恢復(fù)實(shí)時(shí)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(gè)進(jìn)程的上下文共享的資源越少越好，如每個(gè)任務(wù)的內(nèi)存是獨(dú)立的，甚至寄存器也是獨(dú)立的，這樣互不干擾，切換最快了。

三、縮短實(shí)時(shí)進(jìn)程調(diào)度時(shí)間。

一般進(jìn)程都是按照優(yōu)先級(jí)調(diào)度的，實(shí)時(shí)進(jìn)程的優(yōu)先級(jí)當(dāng)然要比非實(shí)時(shí)的高， 不同實(shí)時(shí)進(jìn)程按緊急度不同優(yōu)先級(jí)也不同，實(shí)時(shí)進(jìn)程調(diào)度算法最好與非實(shí)時(shí)部分有所區(qū)別，算法復(fù)雜度最好是O(1).

四、縮短進(jìn)程資源分配等待時(shí)間。

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

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