Linux嵌入式實時操作系統(tǒng)開發(fā)與設(shè)計(6)

第五章 rtlinux的性能測試

根據(jù)2.2節(jié)有關(guān)中斷延遲的介紹。在這一章，我們將對rtlinux的中斷延遲進行測試。測試的機器為celeron 412mhz，196mb內(nèi)存，rtlinux3.1+linux-2.2.19（與前面測試的linux版本相同）的機器上進行了測試（測試程序在附錄 2）。測試的結(jié)果如表5.1所示：

負(fù)載類型 平均值 最小值 最大值
無負(fù)載 2.36 2.10 15.50
硬盤循環(huán)拷貝 3.20 2.10 19.40
計算負(fù)載 2.56 2.20 14.50

表5.1 實時中斷延遲時間（單位：微秒）
n 無負(fù)載：所有進程已經(jīng)殺死
n 硬盤循環(huán)拷貝：一個硬盤循環(huán)拷貝shell腳本在運行
n 計算負(fù)載：一個循環(huán)執(zhí)行浮點運算的c程序

從測試結(jié)果看，rtlinux的中斷響應(yīng)時間明顯小于標(biāo)準(zhǔn)linux的中斷響應(yīng)時間。在磁盤拷貝負(fù)載下最大延遲為19.40微秒，在這種負(fù)載情況下，標(biāo)準(zhǔn)linux的延遲達到了500微秒。

為了計算調(diào)度精度，我們運行了一個周期實時任務(wù)。在每個周期任務(wù)喚醒時，記錄下并比較它的時間，記錄下最大的時間值。時間值在10微秒左右。從上結(jié)果看，rtlinux是完全可以勝任實時運算的操作系統(tǒng)。

第六章 感想與體會

當(dāng)前，以信息家電為中心的嵌入式系統(tǒng)正得到蓬勃的發(fā)展。并且現(xiàn)在出現(xiàn)的市場只是冰山一角。我相信，隨著嵌入式系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，整個世界將更加網(wǎng)絡(luò)化，計算化。

世界是豐富多彩的，因而無處不在的嵌入式系統(tǒng)也要適應(yīng)這個千變?nèi)f化的世界。嵌入式系統(tǒng)也是千變?nèi)f化的！嵌入式系統(tǒng)的這種特點注定了其市場的碎片化。任何公司都沒有足夠的能量統(tǒng)一市場。這帶來新的游戲規(guī)則，給新生的公司以機會。

開放源碼軟件的特點注定了它非常適合嵌入式系統(tǒng)。開放源碼導(dǎo)致定制的方便，我們完全可以從多個軟件中提取需要的精華，應(yīng)用到自己的應(yīng)用上去，大大節(jié)省了開發(fā)成本。我認(rèn)為以服務(wù)為主導(dǎo)，以開放源碼軟件為支柱的公司將是嵌入式系統(tǒng)市場上的重要角色。

我們知道，形成規(guī)模才能導(dǎo)致成本的降低，而在多樣化的嵌入式系統(tǒng)中，更重要的是定制，是千變?nèi)f化的應(yīng)用環(huán)境。所以，如果利用封閉源碼的商業(yè)軟件，由于不能形成規(guī)模成本將非常高。當(dāng)然，也不排除在某些領(lǐng)域像windows ce, palmos 等成熟的系統(tǒng)形成優(yōu)勢，但從長遠的角度來看，開放源碼軟件更加適合嵌入式系統(tǒng)。我們期待著更多成熟的開放源碼軟件的出現(xiàn)，并且認(rèn)為商品化是開放源碼軟件很好的出路。也希望中國的軟件業(yè)能在開放源碼軟件革命中獲得一席之地。

幾乎以免費方式就可以獲得的 linux，其商業(yè)價值到底在哪里？換句話說，到底什么樣的系統(tǒng)最需要 linux？我認(rèn)為下面三種系統(tǒng)最應(yīng)該使用 linux：
安全相關(guān)的系統(tǒng)。這些系統(tǒng)應(yīng)該使用開放源碼的系統(tǒng)，以防止封閉系統(tǒng)留下的各種后門。這包括關(guān)鍵的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器、政府部門和軍用服務(wù)器、工作站等等。
實時系統(tǒng)。對各種實時性系統(tǒng)來講，底層的操作系統(tǒng)同樣不能建立在黑箱之上。這包括工業(yè)控制用的實時系統(tǒng)，各種軍用系統(tǒng)等。

嵌入式系統(tǒng)。嵌入式系統(tǒng)是高度定制的系統(tǒng)，對嵌入式系統(tǒng)而言，沒有也不應(yīng)該有通用的系統(tǒng)。為了達到定制，就需要開放操作系統(tǒng)的源碼。這也是原先許多 windows ce 開發(fā)商現(xiàn)在轉(zhuǎn)向 linux的原因。

因此，實時嵌入式系統(tǒng)正是 linux 大顯身手的地方。國內(nèi)外的許多開發(fā)商早就看到了這一點，并在嵌入式 linux 的開發(fā)方面投入了大量的人力和資金。綜合說來，以 linux 作為操作系統(tǒng)開發(fā)嵌入式系統(tǒng)，有如下優(yōu)勢：

linux 的可移植性好，開發(fā)工具豐富。每個 cpu 開發(fā)商在發(fā)布每一款新的嵌入式 cpu 時，均會投入大量人力移植 linux 內(nèi)核，并提供豐富的開發(fā)工具。

開放源碼。linux 內(nèi)核的源碼開放，可大大方便系統(tǒng)的定制開發(fā)。
可用資源豐富。在 linux 系統(tǒng)上進行開發(fā)時，可以獲得的源代碼等資源比其他封閉系統(tǒng)多得多。

成本低。linux 的低成本特點，可大大降低最終嵌入式系統(tǒng)的成本，并擴大開發(fā)商的獲利空間。

參考文獻
[1] 吳朝暉教授 縱談嵌入式技術(shù). 微電腦世界. 2000年第49期
[2] 鄒思鐵. 嵌入式linux設(shè)計與應(yīng)用. 清華大學(xué)出版社. 2002.1
[3] 劉云新，張堯?qū)W. 一個基于linux的嵌入式實時操作系統(tǒng). 計算機工程與應(yīng)用. 2001.7: 64-85.
[4] d. m. dhamdhere. systems programming and operating systems. 電子工業(yè)出版社. 2001.9
[5] william stallings. operating systems internals and design principles. 電子工業(yè)出版社. 2001.6
[6] h. lyckama & l. bayer. unix time-sharing system: the mert operating system. bell system technical journal. 57(6):2049-2086, 1978.
[7] alessandro rubini. linux驅(qū)動程序. 中國電力出版社. 2000.4
[8] 嵌入式論文集. 電子產(chǎn)品世界. 2000.11
[9] 沈緒榜，何立***編. 2001嵌入式系統(tǒng)及單片機國際學(xué)術(shù)交