南寧達(dá)內(nèi)嵌入式實(shí)時(shí)linux的技術(shù)研究

1、達(dá)內(nèi)嵌入式南寧達(dá)內(nèi)嵌入式實(shí)時(shí)南寧達(dá)內(nèi)嵌入式實(shí)時(shí)LinuxLinux的技術(shù)研究的技術(shù)研究PC硬件使用的增加是近年來(lái)高端嵌入式系統(tǒng)的一個(gè)最重要的發(fā)展。由于這個(gè)趨勢(shì)，嵌入式系統(tǒng)的硬件成本大大地下降了，然而應(yīng)用于嵌入式PC平臺(tái)的軟件系統(tǒng)卻沒(méi)有太多的選擇。目前嵌入式操作系統(tǒng)主要有PalmOS，WindowsCE，EPOC，LinuxCE，QNXECOS，LYNX等，但這些系統(tǒng)一般都價(jià)格昂貴、不具有良好的可移植性。由于linux具有適應(yīng)于多種CPU

2、和多種硬件平臺(tái)、性能穩(wěn)定、裁剪性能好，開(kāi)發(fā)和使用都很容易等特點(diǎn)，越來(lái)越多的人傾向于將Linux嵌入到移動(dòng)計(jì)算平臺(tái)、信息家電、媒體手機(jī)及其它產(chǎn)品中去。這同時(shí)也對(duì)Linux的實(shí)時(shí)性提出了更高的要求。我們參加開(kāi)發(fā)的上海數(shù)字技術(shù)中心的電子警察系統(tǒng)就是這樣一個(gè)基于PC平臺(tái)的嵌入式系統(tǒng)。它的主要功能是安裝在十字路口上監(jiān)視闖紅燈的汽車，錄制這些鏡頭，并適時(shí)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)傳回總監(jiān)控中心。該系統(tǒng)原來(lái)采用Vxwks作為運(yùn)作平臺(tái)，然而由于Vxwks的昂貴，且只能安

3、裝一臺(tái)機(jī)器，因此將Linux改制成嵌入式的、具有一定實(shí)時(shí)性的系統(tǒng)平臺(tái)。1硬件需求硬件需求考慮到實(shí)際的系統(tǒng)功能和系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的難度，我們決定選擇X86體系作為平臺(tái)，底板采PCM5864L板，CPU選擇Intel的P55C系列，同時(shí)它也支持PC104接口。IO方面，PCM5864L支持EIDE、FDD、Keyboard、Mouse、RS232、USB等接口，同時(shí)也集成了10Mbpsl00Mbps網(wǎng)卡。另外PCM5864L還集成了顯卡，并提供36

4、位TTL的LCD接口、LVDS接口和VideoinTVout接口。由于電子磁盤體積小、抗震性能也較好的特點(diǎn)，我們選用MSystems公司的DiskOnChip2000作為存儲(chǔ)設(shè)備，這樣比較適合該系統(tǒng)戶外作業(yè)的特性。Doc2000還提供了安裝的工具包、Linux下的驅(qū)動(dòng)程序和對(duì)不同版本Linux內(nèi)核的Patch。安裝時(shí)只需對(duì)Linux內(nèi)核和Lilo進(jìn)行相應(yīng)修改即可。這樣的硬件選擇使系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的難度大大降低了。2嵌入嵌入LinuxLinux主

5、要解決的幾個(gè)問(wèn)題主要解決的幾個(gè)問(wèn)題由于采用X86體系作為平臺(tái)，大大降低了嵌入化Linux的難度，主要要考慮的問(wèn)題可分為以下幾個(gè)方面：達(dá)內(nèi)嵌入式考，相應(yīng)的，編寫應(yīng)用程序只需調(diào)用驅(qū)動(dòng)程序提供的接口即可，如同操作文件一樣。3Linux的實(shí)時(shí)性分析以上簡(jiǎn)要介紹了實(shí)現(xiàn)Linux的嵌入化過(guò)程，在嵌入化Linux的同時(shí)，還考慮提高它的實(shí)時(shí)性。于是著手分析Linux的實(shí)時(shí)性能和存在的不足。概括來(lái)講，影響操作系統(tǒng)實(shí)時(shí)性能的主要有3個(gè)方面：(1)外部中斷管

6、理我們知道，外部中斷發(fā)生時(shí)，操作系統(tǒng)調(diào)用中斷處理程序進(jìn)入核心態(tài)。為了保證系統(tǒng)執(zhí)行的正確性，要求內(nèi)核狀態(tài)不重入，也即保證這部分關(guān)鍵代碼執(zhí)行結(jié)束之前不被打斷。因此，這時(shí)進(jìn)入關(guān)中模式，這是外部中斷管理中影響Linux性能的一個(gè)關(guān)鍵的地方。在這段時(shí)間內(nèi)，操作系統(tǒng)負(fù)責(zé)將中斷發(fā)送到相應(yīng)的設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序去處理，系統(tǒng)不能進(jìn)行其它任何工作，為了減少這個(gè)過(guò)程損耗的時(shí)間，Linux內(nèi)核利用底半處理過(guò)程(bottomhalfhler)幫助實(shí)現(xiàn)中斷的快速處理。在L

7、inux設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序中，往往將最關(guān)鍵最迅速的部分處理完成之后，將剩余部分任務(wù)放置到隊(duì)列中。當(dāng)中斷響應(yīng)完成后再執(zhí)行剩余部分的任務(wù)。在Linux中，主要設(shè)置了以下幾個(gè)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來(lái)標(biāo)志未完成的任務(wù)。enumTIMER_BH=0CONSOLE_BHTQUEUE_BHDIGI_BHSERIAL_BHRISCOM8_BHSPECIALIX_BHESP_BH_BHSCSI_BHIMMEDIATE_BHKEYBOARD_BHCYCLADES_BHCM20

8、6_BHJS_BHMACSERIAL_BHISICOM_BH上面每一項(xiàng)標(biāo)識(shí)未完成任務(wù)的隊(duì)列類型，不同隊(duì)列的任務(wù)輕重緩急不同。externunsignedlongbh_activeexternunsignedlongbh_maskexternvoid(bh_base[32])(void)；bh_base代表的指針數(shù)組中可包含32個(gè)不同的底半處理過(guò)程。bh_mask和札bh_active的數(shù)據(jù)位分別代表對(duì)應(yīng)的底半處理過(guò)程是否安裝和激活。如果