基于arm-linux平臺(tái)的物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)搭建-資料下載頁(yè)
2025-06-18 21:20本頁(yè)面
【正文】 inux內(nèi)核的運(yùn)行狀態(tài)。 經(jīng)過(guò)多次移植測(cè)試后，就在基于ARM920T核的53C24lO處理器為核心處理器的ARM9平臺(tái)上成功移植了Linux操作系統(tǒng)。4 后續(xù)工作及實(shí)習(xí)心得嵌入式應(yīng)用的開(kāi)發(fā)是一個(gè)長(zhǎng)期的過(guò)程，隨著用戶需求的不斷提升，計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展，系統(tǒng)的更新?lián)Q代很快。目前我們使ARM920T+，從內(nèi)核和操作系統(tǒng)兩個(gè)大方面來(lái)說(shuō)，都有繼續(xù)研究的需要。首先，從內(nèi)核角度看，ARM內(nèi)核現(xiàn)在已經(jīng)發(fā)展到ARM10系列，無(wú)論從流水線結(jié)構(gòu)和內(nèi)核支持頻率都有大幅度的提升。為了能夠適應(yīng)技術(shù)發(fā)展的需求，應(yīng)該采用更高級(jí)的內(nèi)核。同時(shí)，隨著運(yùn)算量的逐步增大，要求CPU具有更好的運(yùn)算能力，將ARM內(nèi)核中嵌入DSP處理器，提高CPU運(yùn)算能力，是下一步工作的一個(gè)趨勢(shì)。，雖然在用戶進(jìn)程的調(diào)度上采用搶占式策略，但是而在內(nèi)核還是采用了輪轉(zhuǎn)的方法，如果有個(gè)內(nèi)核態(tài)的線程惡性占有CPU不釋放，那系統(tǒng)無(wú)法從中解脫出來(lái)，所以實(shí)時(shí)性并不是很強(qiáng)。這種情況有望在Linux 。Linux 內(nèi)核來(lái)講，有很多重大的改進(jìn)，比如，支持更多的微處理器，對(duì)NUMA 服務(wù)器支持的改進(jìn)，更好的內(nèi)核互動(dòng)性以及響應(yīng)性，驅(qū)動(dòng)模式的改變，s y s 文件系統(tǒng)的引入等等。本文將針對(duì)嵌入式開(kāi)發(fā)中影響最大的幾個(gè)方面來(lái)闡述。1. 內(nèi)核大小在Linux 的配置選項(xiàng)中，專門有一個(gè)選項(xiàng)是針對(duì)嵌入式應(yīng)用的，通過(guò)合理配置該選項(xiàng)，可以使內(nèi)核的大小顯著減小，這在嵌入式開(kāi)發(fā)中無(wú)疑是非常重要的。NP面來(lái)詳細(xì)討論。(1)調(diào)度器內(nèi)部機(jī)制55 Linux 調(diào)度算法的如下缺點(diǎn)進(jìn)行了改進(jìn)。 內(nèi)核中調(diào)度算法的主要缺點(diǎn)有：Ⅰ. 調(diào)度算法的時(shí)間負(fù)責(zé)度是O(n)，因此，算法的性能和系統(tǒng)的負(fù)載有很大的關(guān)系。而在2 . 6 的調(diào)度算法中，時(shí)間復(fù)雜度是O(1)是不可搶占的， 的調(diào)度算法中，如果進(jìn)程沒(méi)有擁有任何鎖，則其在內(nèi)核態(tài)也是可搶占的。這無(wú)疑大大提高了系統(tǒng)的響應(yīng)性能。在進(jìn)程調(diào)度算法中，最核心的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是進(jìn)程就緒隊(duì)列。 度算法只設(shè)置了一個(gè)進(jìn)程就緒隊(duì)列，只有一個(gè)進(jìn)程就緒隊(duì)列的直接不利因素就是，當(dāng)某個(gè)進(jìn)程的時(shí)間片已經(jīng)用完后，它還要呆在就緒隊(duì)列中，這樣，雖然該進(jìn)程在這一輪調(diào)度循環(huán)中已經(jīng)不可能得CPU 的使用權(quán)，它還是要參加goodness值的計(jì)算，因此，給系統(tǒng)的性能造成了不必要的影響。Linux 的調(diào)度算法中，每個(gè)CPU 有兩個(gè)進(jìn)程就緒隊(duì)列，Active array就緒隊(duì)列中，每個(gè)進(jìn)程均有時(shí)間片剩下，因此，可以參與CPU 的調(diào)度。而Expired array 隊(duì)列中則存放那些用完時(shí)間片的進(jìn)程。一旦某個(gè)普通進(jìn)程用完時(shí)間片，它的時(shí)間片和優(yōu)先級(jí)重新計(jì)算后，把它從Active array 隊(duì)列中挪到Expired array 隊(duì)列中。這里說(shuō)普通進(jìn)程是因?yàn)閷?duì)實(shí)時(shí)進(jìn)程而言，它在時(shí)間片和優(yōu)先級(jí)重新計(jì)算后又掛到Activearray 隊(duì)列中。Active array 隊(duì)列和Expired array 隊(duì)列是通過(guò)兩個(gè)指針來(lái)訪問(wèn)的，因此，在Active array隊(duì)列中所有進(jìn)程用完時(shí)間片后，把兩個(gè)指針對(duì)換一下就可以了， 調(diào)度器的切換要快很多。系統(tǒng)中往往有多個(gè)就緒的進(jìn)程，因此，如何找到優(yōu)先級(jí)最高的進(jìn)程是系統(tǒng)性能的一個(gè)重要因素。，Linux 的調(diào)度算法中，引入一個(gè)優(yōu)先級(jí)數(shù)組數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，它是O(1)算法得以實(shí)現(xiàn)的基礎(chǔ)。在每個(gè)優(yōu)先級(jí)數(shù)組數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中，包含一個(gè)優(yōu)先級(jí)位圖，通過(guò)這個(gè)位圖，可以快速找到優(yōu)先級(jí)最高的進(jìn)程[50] [39] [60][62]。（2）可搶占式內(nèi)核Linux 中，內(nèi)核是可以被搶占的，也就是說(shuō)，內(nèi)核允許自身在執(zhí)56 行任務(wù)時(shí)被打斷，這樣，即使內(nèi)核正在做一些復(fù)雜的事情，用戶任務(wù)也可以繼續(xù)運(yùn)行。同時(shí)，為了避免由此而可能帶來(lái)的競(jìng)態(tài)，內(nèi)核中設(shè)有一個(gè)搶占鎖，運(yùn)行加鎖的代碼段時(shí)，內(nèi)核不能被搶占。這個(gè)新特性帶來(lái)的主要好處是系統(tǒng)的可交互性有了很大的提升，這無(wú)疑對(duì)嵌入式應(yīng)用具有很重要的意義。參考文獻(xiàn)[1] 汪明虎，歐文盛. ARM嵌入式Linux應(yīng)用開(kāi)發(fā)入門(第1版)[M].北京：中國(guó)電力出版社,2008.[2] 耿德根等編著.《AVR高速嵌入式單片機(jī)原理與應(yīng)用》. ,2002年[3] 譚浩強(qiáng)著.《C程序設(shè)計(jì)》. ,2002年[4] [5] [6].《嵌入式Linux應(yīng)用開(kāi)發(fā)詳解》. 機(jī)械工業(yè)出版社, [7]馬忠梅李善平康慨葉楠編著.《ARM ＆Linux嵌入式系統(tǒng)教程》. 北京航空航天大學(xué)出版社,
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