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1.嵌入式Linux實時性是指什么

Linux的(de)實時性指的(de)是Linux系(xi)統(tong)能(neng)夠(gou)在(zai)限定的(de)時間內對外(wai)部(bu)時間做(zuo)出相應(ying)的(de)特性。

Linux可以通過任(ren)務調(diao)度(du)與相應時(shi)(shi)間，中(zhong)斷延遲與搶(qiang)占(zhan)延遲，內核可搶(qiang)占(zhan)性(xing)與實(shi)(shi)時(shi)(shi)補丁，實(shi)(shi)時(shi)(shi)調(diao)度(du)策略，硬件(jian)支持來提(ti)高其實(shi)(shi)時(shi)(shi)性(xing)，但它本身(shen)并不是(shi)一個硬實(shi)(shi)時(shi)(shi)操作系統。Linux是(shi)一個通用操作系統(GPOS),設(she)計用于支持廣泛的應用程序而不是(shi)特定的實(shi)(shi)時(shi)(shi)需求。因(yin)此，在(zai)某些嚴(yan)格的實(shi)(shi)時(shi)(shi)應用中(zhong)，Linux可能仍(reng)然存(cun)在(zai)局(ju)限性(xing)。故本篇文章(zhang)對比其中(zhong)兩(liang)種方案PREEMPT_RT補丁和Xenomai雙核方案實(shi)(shi)現提(ti)高實(shi)(shi)時(shi)(shi)性(xing)。

2.PREEMPT_RT補丁是什么

PREEMPT_RT，全(quan)稱“Fully Preemptible Kernel”（完全(quan)可搶占內核），是一個實時(shi)搶占補丁，目的是將Linux內核轉變為(wei)一個完全(quan)可搶占的實時(shi)操(cao)作系(xi)統。它通過(guo)減少延遲和(he)提(ti)高確定性來改(gai)善系(xi)統的實時(shi)響應(ying)能(neng)力。

3.Xenomai雙核方案是什么

Xenomai是在(zai)Linux內(nei)(nei)核(he)(he)外(wai)增加(jia)獨(du)立的(de)(de)微(wei)內(nei)(nei)核(he)(he)的(de)(de)雙內(nei)(nei)核(he)(he)方案，它基于(yu)Adeos（Adaptive Domain Environment for Operating Systems）實(shi)(shi)(shi)(shi)現雙內(nei)(nei)核(he)(he)機(ji)制。在(zai)雙內(nei)(nei)核(he)(he)技(ji)術下，存在(zai)一個(ge)支持強實(shi)(shi)(shi)(shi)時(shi)的(de)(de)微(wei)內(nei)(nei)核(he)(he)，它與Linux內(nei)(nei)核(he)(he)共同(tong)運行于(yu)硬件平臺上。實(shi)(shi)(shi)(shi)時(shi)內(nei)(nei)核(he)(he)的(de)(de)優先級高(gao)于(yu)Linux內(nei)(nei)核(he)(he)，負責(ze)處理(li)系(xi)統的(de)(de)實(shi)(shi)(shi)(shi)時(shi)任(ren)(ren)務，而Linux則負責(ze)處理(li)非實(shi)(shi)(shi)(shi)時(shi)任(ren)(ren)務。只(zhi)有(you)(you)當實(shi)(shi)(shi)(shi)時(shi)內(nei)(nei)核(he)(he)不(bu)再(zai)有(you)(you)實(shi)(shi)(shi)(shi)時(shi)任(ren)(ren)務需要處理(li)的(de)(de)時(shi)候，Linux內(nei)(nei)核(he)(he)才能得到運行的(de)(de)機(ji)會(hui)。

4.兩個的性能對比

4.1實時性：

PREEMPT_RT：提供了較好的軟實時(shi)(shi)性能，通(tong)過減少內核對任務執行的干擾，提供可預測的實時(shi)(shi)性能。然而，在硬實時(shi)(shi)性方面可能有所欠缺。

Xenomai：提供了(le)硬件層和用(yong)戶層的強實(shi)時(shi)性，用(yong)戶層實(shi)時(shi)程序的周期可輕易設定到微秒(miao)級，通常被(bei)認為在實(shi)時(shi)性能方(fang)面優于PREEMPT_RT。

延遲：

PREEMPT_RT：能(neng)夠顯著減少最壞(huai)情況(kuang)下的(de)延遲，但具(ju)體延遲表現(xian)取決于(yu)系(xi)統配置和應用場(chang)景。

 Xenomai：通過(guo)雙內核機制和優先(xian)級(ji)調度，能夠(gou)提供(gong)更低的(de)延遲，特別(bie)是(shi)在處(chu)理高頻(pin)實時任務時表(biao)現優異。

可預測性：

PREEMPT_RT：增強(qiang)了Linux內核(he)的可預測性(xing)，使得實時(shi)任務能夠(gou)更(geng)可靠(kao)地按時(shi)完成。

Xenomai：由于其獨立的實時(shi)(shi)內核和優先級(ji)調(diao)度機制，提供(gong)了更高的可預測(ce)性(xing)，適用于對實時(shi)(shi)性(xing)要(yao)求極高的應用場景。

兼(jian)容(rong)性(xing)與移植(zhi)性(xing)：

PREEMPT_RT：與標準Linux內核兼容性較(jiao)好，對現有(you)應用(yong)的(de)影(ying)響(xiang)較(jiao)小，易(yi)于安裝和配置(zhi)。

Xenomai：雖然(ran)提供(gong)了(le)豐富的(de)API和編程模(mo)型，但安(an)裝和配置相對(dui)復(fu)雜(za)，需(xu)要對(dui)系統(tong)有深入了(le)解。同(tong)(tong)時，對(dui)硬件支持依賴(lai)較(jiao)大(da)，不同(tong)(tong)硬件平臺(tai)的(de)支持程度不同(tong)(tong)。

資源占用：

PREEMPT_RT：對(dui)(dui)系(xi)統的修改程度相對(dui)(dui)較(jiao)小，資源(yuan)占用(yong)相對(dui)(dui)較(jiao)低。

Xenomai：由(you)于引入了額外的實時內核和API層，可能會增加系統(tong)的資源(yuan)占用。