Linux实时化解决方案Xenomai的原理及应用

Xenomai的核心技术表现为使用一个实时微内核（real-time nucleus）来构建这些实时API,也称作"skin".在实时核复用的基础上，一个skin可以很好地模拟一种实时操作系统的API.它的结构图可以参考图2.

图2中，Native是Xenomai自带的API,各类API都有着同等的地位，都独立地基于同一个实时微内核。这样做可以让内核的优点被外层所有的API很好地继承下来。更重要的是，实时微内核提供的服务被外层各种API以不同的方式表现出来，由此可以增强整个系统的强壮性。

编制实时程序时，在很多实时操作系统上只能在内核层实现；而编制实时内核模块时，会受到内核的限制，比如有些实时内核不支持浮点运算，模块出错时容易使整个系统挂起，而且内核模块的调试比较困难。Xenomai能够支持较好的用户层实时，这为编制实时性要求不是非常高的实时程序提供了一个有效途径。下面这个用户层实时例程使用的是Xenomai提供的Native API:

从程序中可以看出，Xenomai的用户层实时程序的周期可以轻易地设定到μs级，所以它完全可以适用于一般实时性要求的工程应用。

3 总 结

本文首先简单介绍了实时操作系统，分析了Linux 2.6内核实时性能的不足；然后着重介绍了一个Linux实时化的解决方案--Xenomai,分析了Xenomai的Adeos构架基础，简要说明了Xenomai用户层实时的实现，以及Xenomai支持多种实时操作系统的API的新特点。Linux 2.6.35 Kernel引入了针对Radeon KMS开源显卡驱动的ATI电源管理支持、新款Intel GMA整合芯片组的Intel H.264 VA-API视频加速支持、Radeon DRI2同步和交换功能、Btrfs文件系统改进、网络传入负载处理器核心分布的RPS和RFS支持等等。

本文给出的Xenomai的用户层实时例程已经成功地在多个平台上运行过，表明Xenomai用户程序在多种硬件平台上有很好的移植性。

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