4 种实时操作系统实时性的分析对比

实时操作系统的实时性分析对比 实时操作系统是嵌入式系统中不可或缺的一部分，它们对实时性的要求非常高。在复杂测控应用中，实时操作系统的选择至关重要。本文将从实时性的角度细致的分析对比了四种操作系统—— VxWorks、uC/OS II、RT-Linux、QNX，为系统选型提供一定参考。 一、实时操作系统的实时性 实时操作系统的实时性是第一要求，需要调度一切可利用的资源完成实时任务。根据响应时间的不同，可以分为强实时、准实时和弱实时三种。强实时系统必须是对即时的事件作出反应，绝对不能错过事件处理时限。例如测控领域就是要求强或接近强实时系统。 二、强实时操作系统的技术实现 一个强实时的操作系统通常使用以下技术： 1. 占先式内核：当系统时间响应很重要时，需要使用占先式内核。当前最高优先级的任务一旦就绪，总能立即得到CPU 的控制权，而CPU 的控制权是可知的。 2. 调度策略：任务调度策略是直接影响实时性能的因素。强实时系统和准实时系统的实现区别主要在选择调度算法上。选择基于优先级调度的算法足以满足准实时系统的要求，而且可以提供高速的响应和大的系统吞吐率。 3. 任务优先级分配：每个任务都有其优先级。任务越重要，赋予的优先级应越高。应用程序执行过程中诸任务优先级不变，则称之为静态优先级。 4. 时间的可确定性：强实时操作系统的函数调用与服务的执行时间应具有可确定性。系统服务的执行时间不依赖于应用程序任务的多少。系统完成某个确定任务的时间是可预测的。 三、四种实时操作系统的对比 四种实时操作系统的对比结果见表1。其中，VxWorks、uC/OS II、RT-Linux、QNX四种操作系统都具有占先式内核和调度算法，但在优先级分配和时间确定性方面存在差异。 表1 实时嵌入式系统所使用技术的异同 四、实时性能重要指标 实时操作系统的实时性能重要指标有： 1. 任务切换时间：任务切换时间是实时操作系统的重要指标之一。 2. 中断响应时间：中断响应时间是系统在最坏情况下响应中断的时间。 五、结论 本文对四种实时操作系统的实时性进行了分析对比，为系统选型提供一定参考。选择合适的实时操作系统对系统的实时性能具有至关重要的影响。