uClinux操作系统的实时化分析与研究

4.2定时器的移植

如前面分析，对于一个实时操作系统，必须有精确的计时。在i386体系结构中，有时间标签计数器TSC（Time Stamp Count），在S3C4510B处理器上没有这个寄存器，可以采用计时器2（Timer1）来模拟TSC的功能。每来一个时钟脉冲，Timer1的 TCNT1寄存器减1，减到零后产生时钟中断，再从TDATA1中读TCNT1的值，往复运行。具体的做法是使用一个内核的全局变量，每次时钟中断来以后，在Timer1的寄存器中读出值，计算其增量，为了使系统更精确，必须将Timer1中断设置为最高优先级，这样就可以模拟64位的TSC寄存器，从而得到当前的准确计时。

5.基于RTAI与µClinux的应用程序的开发

编写应用程序时，将实时系统的应用程序分为实时任务和非实时任务。实时任务是实时模块，作为µClinux核心可加载模块运行在核心态。它的设计应尽可能简单，仅包含那些有强实时要求的处理模块，如实时数据采集、外部设备控制等。非实时任务是普通的µClinux进程，在用户态执行，完成大部分的数据处理、图形显示和通讯等任务。所有的实时任务均按照对实时性要求的高低来进行优先级排队，系统根据优先级的高低来顺序启动各个实时任务。而位于用户态的界面，当作一个背景程序来执行。核心态的任务优先级总是高于用户态的界面任务，且不能被其抢占。实时任务和非实时任务之间可通过FIFO队列和共享内存等方法通信。基于RTAI的µClinux应用程序结构图如图2所示。

实时系统的启动和结束可以用一个Shell程序来执行，它的功能是实现各任务模块的加载和卸载，以及用户界面的运行。Shell程序是介于使用者和操作系统的内核程序间的一个界面，使用户更为方便的使用操作系统。由于各个模块之间具有相互依赖性，所以在加载和卸载各个模块时按照一定的顺序。首先要将RTAI提供的实时模块加载，包括rtai、rtai_sched、rtai_fifos和rtai_shm等模块；然后装入系统的各个实时模块。卸载模块的时候按照相反的顺序依次卸载。实时系统的程序流程图如图3所示。

6.结束语

作者已将改造后的µClinux系统应用在了江苏省普通高校自然科学研究计划资助项目“机房环境设备安全监控软件平台的研制”等项目中，均取得了良好的效果，解决了µClinux在实时性方面的缺陷，满足了设计要求。

本文作者创新点是：实现了RTAI在µClinux上的移植，形成了RTAI和µClinux相结合的双内核嵌入式系统运行方案，既满足了嵌入式应用的需求，又保证了系统的硬实时性。

参考文献

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[6]RTAI主页[EB/OL].htp://www.rtai.org/.