打印 | Print.wpf_wrapperBy Falconwuzhangjin@gmail.comofTinyLab.org2015/7/14简介笔者前段时间在知乎回答了该问题，考虑到更多同学可能需要，这里再展开解释。简单来说，可以根据实时需求选择不同实时 Linux 方案，然后在选定方案上针对特定需求做进一步的优化。展开的话，明确需求首先看具体使用环境，确定是硬实时环境（Safety-Critical，低延时，比如几十个us内）还是软实时（几百个us~几个/几十个ms)，还是普通的低延迟桌面（几个ms到几百个ms）等？比如说有航天飞控，汽车制动系统、动力传输解决方案、精密仪器等都有较高的硬实时要求，硬实时通常跟高可靠性要求同时出现，如果达不到，可能会造成重大生命和财产损失。而普通的，比如音、视频播放、游戏画面，对于实时性要求相对较低，只要达到播放的 Frame Rate 就好，比如说视频播放 24 个 FPS，而游戏 40~60 FPS 就很流畅，几乎感觉不到卡顿，也就是 16.6 ms。而桌面交互应用点击，网页加载，应用启动这类则没有那么高的要求，通常在 100ms 以内，加上过度动画，就会有很好的体验效果。可选方案Linux 本身已经有硬实时的方案，比如来自风河的 RT Linux，或者西班牙一家研究所的 XtratuM + PartiKle，还有其他的比如 Xenomai，RTAI 等。另外，内核官方还有完全抢占内核（Preempt-RT Linux）的支持，这个在某些情况下也达到了硬实时要求，比如我 09 年移植的 MIPS 实时抢占 Linux 在 Loongson-2F 上的 Latency 已经达到 100us 左右，看图：原图地址：Latency plot of Loongson Real Time Linux system in OSADL注：这个机器（龙芯 2F 盒子）是我导师 09 年带到OSADL的，放在那里跑了几年，实时性一直都很稳定，我当时移植最早的一版是linux-2.6.26.8-rt16，现在都支持：Linux 3.12.24-rt38了。OSADL 也是当前 Preempt-RT 的官方维护机构。如果要求再低一些，用内核里头的其他抢占选项就可以。然后就是各种优化，包括驱动（irq, preempt disable), spin lock 等使用，中断函数线程化，mdelay 替换为 usleep_range() 等，详细的可以参考我几年前写的论文吧：Research and Practice on Preempt-RT Patch of Linux和Porting RT-preempt to Loongson2F。论文是 09 年底，10 年初写的，5 年间很多游离的 Patch 应该都已经进入了 Linux 主线，当然，还有更多新特性在持续开发和维护。优化时需要用到很多工具，比如 Ftrace, Perf, Cyclictest,Oscilloscope等。需要提到的是，除了系统以外，硬件本身的低延迟设计、可靠性设计等也会严重影响系统的实时性，所以在选择方案时一定要兼顾考虑这部分，比如说 ARM Cortex A/R/M 三系中的 R 就是专为高端嵌入式实时系统设计的，比如说在中断行为方面做了优化。这里不做深度展开。更多内容请查看后续参考资料，回复该文，或者关注@泰晓科技后私信。相关资料OSADL 实时抢占内核补丁/工具下载地址Linux 官方 Real Time Wiki嵌入式 Linux Wiki 中的 Real Time 部分实时抢占补丁研究与实践Porting RT-preempt to Loongson2F~原创有您，更持久！期待您的支持~00打印 | Print.wpf_wrapper