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1.嵌入式Linux實時性是指什么

Linux的實時性指的是Linux系統(tǒng)能夠在限定的時間內(nèi)對外部時間做出相應(yīng)的特性。

Linux可以通過任務(wù)調(diào)度與相應(yīng)時間，中斷延遲與搶占延遲，內(nèi)核可搶占性與實時補丁，實時調(diào)度策略，硬件支持來提高其實時性，但它本身并不是一個硬實時操作系統(tǒng)。Linux是一個通用操作系統(tǒng)(GPOS),設(shè)計用于支持廣泛的應(yīng)用程序而不是特定的實時需求。因此，在某些嚴(yán)格的實時應(yīng)用中，Linux可能仍然存在局限性。故本篇文章對比其中兩種方案PREEMPT_RT補丁和Xenomai雙核方案實現(xiàn)提高實時性。

2.PREEMPT_RT補丁是什么

PREEMPT_RT，全稱“Fully Preemptible Kernel”（完全可搶占內(nèi)核），是一個實時搶占補丁，目的是將Linux內(nèi)核轉(zhuǎn)變?yōu)橐粋�完全可搶占的實時操作系統(tǒng)。它通過減少延遲和提高確定性來改善系統(tǒng)的實時響應(yīng)能力。

3.Xenomai雙核方案是什么

Xenomai是在Linux內(nèi)核外增加獨立的微內(nèi)核的雙內(nèi)核方案，它基于Adeos（Adaptive Domain Environment for Operating Systems）實現(xiàn)雙內(nèi)核機制。在雙內(nèi)核技術(shù)下，存在一個支持強實時的微內(nèi)核，它與Linux內(nèi)核共同運行于硬件平臺上。實時內(nèi)核的優(yōu)先級高于Linux內(nèi)核，負(fù)責(zé)處理系統(tǒng)的實時任務(wù)，而Linux則負(fù)責(zé)處理非實時任務(wù)。只有當(dāng)實時內(nèi)核不再有實時任務(wù)需要處理的時候，Linux內(nèi)核才能得到運行的機會。

4.兩個的性能對比

4.1實時性：

PREEMPT_RT：提供了較好的軟實時性能，通過減少內(nèi)核對任務(wù)執(zhí)行的干擾，提供可預(yù)測的實時性能。然而，在硬實時性方面可能有所欠缺。

Xenomai：提供了硬件層和用戶層的強實時性，用戶層實時程序的周期可輕易設(shè)定到微秒級，通常被認(rèn)為在實時性能方面優(yōu)于PREEMPT_RT。

延遲：

PREEMPT_RT：能夠顯著減少最壞情況下的延遲，但具體延遲表現(xiàn)取決于系統(tǒng)配置和應(yīng)用場景。

Xenomai：通過雙內(nèi)核機制和優(yōu)先級調(diào)度，能夠提供更低的延遲，特別是在處理高頻實時任務(wù)時表現(xiàn)優(yōu)異。

可預(yù)測性：

PREEMPT_RT：增強了Linux內(nèi)核的可預(yù)測性，使得實時任務(wù)能夠更可靠地按時完成。

Xenomai：由于其獨立的實時內(nèi)核和優(yōu)先級調(diào)度機制，提供了更高的可預(yù)測性，適用于對實時性要求極高的應(yīng)用場景。

兼容性與移植性：

PREEMPT_RT：與標(biāo)準(zhǔn)Linux內(nèi)核兼容性較好，對現(xiàn)有應(yīng)用的影響較小，易于安裝和配置。

Xenomai：雖然提供了豐富的API和編程模型，但安裝和配置相對復(fù)雜，需要對系統(tǒng)有深入了解。同時，對硬件支持依賴較大，不同硬件平臺的支持程度不同。

資源占用：

PREEMPT_RT：對系統(tǒng)的修改程度相對較小，資源占用相對較低。

Xenomai：由于引入了額外的實時內(nèi)核和API層，可能會增加系統(tǒng)的資源占用。