Configuration des systèmes Linux pour prendre en charge le développement de systèmes d'exploitation en temps réel

Configuration des systèmes Linux pour prendre en charge le développement de systèmes d'exploitation en temps réel

Avec le développement des systèmes embarqués, les systèmes d'exploitation en temps réel (RTOS) ont été largement utilisés dans divers domaines d'application. Afin de prendre en charge le développement de RTOS, nous devons configurer le système Linux pour répondre aux exigences de temps réel et de prévisibilité. Cet article explique comment configurer un environnement de développement de système d'exploitation en temps réel dans un système Linux et fournit quelques exemples de code.

1. Configuration du noyau

Tout d'abord, nous devons configurer le noyau Linux pour activer la fonctionnalité en temps réel. Il peut être configuré en suivant les étapes suivantes :

1. Téléchargez le code source du noyau Linux.

   Tout d'abord, nous devons télécharger le code source du noyau Linux. Vous pouvez télécharger la dernière version stable du code source du noyau sur le site officiel de Linux (www.kernel.org).

2. Compilez le noyau.

   Décompressez le code source du noyau téléchargé et entrez dans le répertoire décompressé. Exécutez la commande suivante pour compiler le noyau :

   make menuconfig

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   Cela lancera le menu de configuration du noyau. Dans le menu, nous devons configurer les options suivantes :

   • Configuration générale -> Modèle de préemption

     Sélectionnez "Noyau entièrement préemptif (RT)". Cela permet la nature temps réel du noyau.

   • Type et fonctionnalités du processeur -> Modèle de préemption

     Sélectionnez « Préemption volontaire du noyau (ordinateur de bureau) ». Cela permet la préemption du noyau, améliorant ainsi les performances en temps réel.

   • Type et fonctionnalités du processeur -> Fréquence de la minuterie

     Réglez la fréquence de la minuterie sur 1000 HZ.

   • Type et fonctionnalités du processeur -> Gestion des ticks de minuterie

     Sélectionnez "Tick d'horloge standard". Cela permet la gestion standard des interruptions d’horloge.

   • Type et fonctionnalités du processeur -> Relâchement de la minuterie

     Réglez le relâchement de la minuterie sur 1.

   • Options de gestion de l'alimentation -> Mise à l'échelle de la fréquence du processeur

     Désactivez la fonction de réglage de la fréquence du processeur pour éviter l'impact de la commutation de fréquence sur les performances en temps réel.

   • Options de gestion de l'alimentation -> CPU inactif -> Gouverneur d'inactivité du processeur

     Sélectionnez "Menu". Cela désactive la gestion automatique de l'état d'inactivité du processeur.

   Après avoir terminé la configuration, enregistrez et quittez le menu. Ensuite, exécutez la commande suivante pour compiler le noyau :

   make -j4

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   Cela utilisera 4 threads pour la compilation. En fonction des performances du système, vous pouvez ajuster vous-même le nombre de threads.

   Une fois la compilation terminée, exécutez la commande suivante pour installer le nouveau noyau :

   make modules_install make install

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   Une fois l'installation terminée, redémarrez le système et sélectionnez le noyau nouvellement compilé pour démarrer.

2. Bibliothèque de fonctions en temps réel

Après avoir configuré le noyau, nous devons également installer des bibliothèques de fonctions en temps réel pour prendre en charge le développement de systèmes d'exploitation en temps réel.

1. Installez un planificateur qui a moins d'impact en temps réel sur les performances

   Le planificateur par défaut (CFS) du noyau Linux a un plus grand impact sur les performances en temps réel. Vous pouvez envisager d'installer des planificateurs alternatifs, tels que "Real". -Time Preemption Patch" (PREEMPT-RT) et "Staircase Deadline Scheduler" (SDS).

   Pour les étapes spécifiques d'installation de ces planificateurs, veuillez vous référer à leur documentation officielle.

2. Installez la bibliothèque de fonctions en temps réel

   Vous pouvez utiliser la commande suivante pour installer la bibliothèque de fonctions en temps réel :

   sudo apt-get install libc6-dev-i386 sudo apt-get install libncurses5-dev sudo apt-get install build-essential

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3. Exemple de développement de système d'exploitation en temps réel

Après avoir configuré le temps réel fonction, nous pouvons démarrer le développement du système d’exploitation en temps réel. Vous trouverez ci-dessous un exemple simple montrant comment utiliser la fonctionnalité temps réel dans un système Linux.

Tout d'abord, créez un nouveau fichier C, tel que "realtime.c", et écrivez le code suivant :

#include  #include  #include  #include  void *realtime_thread(void *arg) { struct sched_param param; param.sched_priority = 99; if (sched_setscheduler(0, SCHED_FIFO, ¶m) == -1) { perror("sched_setscheduler() failed"); exit(EXIT_FAILURE); } // 实时线程的代码 // ... return NULL; } int main() { pthread_t thread_id; pthread_create(&thread_id, NULL, realtime_thread, NULL); pthread_join(thread_id, NULL); return 0; }

Dans le code ci-dessus, nous avons créé un thread en temps réel via la bibliothèque pthread et l'avons défini au plus haut niveau. Niveau de priorité (99). Dans le code du thread temps réel, vous pouvez écrire des tâches nécessitant une garantie en temps réel.

Pour compiler le code, vous pouvez utiliser la commande suivante :

gcc -o realtime realtime.c -lpthread

Exécutez le fichier exécutable généré pour exécuter des tâches en temps réel dans le système Linux.

Résumé

Grâce aux étapes ci-dessus, nous pouvons configurer avec succès le système Linux pour prendre en charge le développement de systèmes d'exploitation en temps réel. Après avoir configuré le noyau et installé la bibliothèque de fonctions en temps réel, vous pouvez écrire et exécuter des tâches avec des exigences en temps réel. Cela offrira une plus grande flexibilité et prévisibilité dans le développement de systèmes embarqués.

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