[發明專利]一種實時Linux操作系統

無效

• 申請號: 201010202478.4
• 申請日: 2010-06-18
• 公開（公告）號: CN101894045A
• 公開（公告）日: 2010-11-24
• 發明（設計）人: 陽堅
• 申請（專利權）人: 陽堅
• 主分類號: G06F9/48
• 分類號: G06F9/48
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及嵌入式技術，特別是指一種實時Linux操作系統。

背景技術

實時操作系統(RTOS)是指當外界事件或數據產生時，能夠接受并以足夠快的速度予以處理，其處理的結果又能在規定的時間之內來控制生產過程或對處理系統作出快速響應，并控制所有實時任務協調一致運行的操作系統。因而，提供及時響應和高可靠性是其主要特點。實時操作系統有硬實時和軟實時之分，硬實時要求在規定的時間內必須完成操作，這是在操作系統設計時保證的；軟實時則只要按照任務的優先級，盡可能快地完成操作即可。我們通常使用的操作系統在經過一定改變之后就可以變成實時操作系統。

實時操作系統是保證在一定時間限制內完成特定功能的操作系統。例如，可以為確保生產線上的機器人能獲取某個物體而設計一個操作系統。在“硬”實時操作系統中，如果不能在允許時間內完成使物體可達的計算，操作系統將因錯誤結束。在“軟”實時操作系統中，生產線仍然能繼續工作，但產品的輸出會因產品不能在允許時間內到達而減慢，這使機器人有短暫的不生產現象。一些實時操作系統是為特定的應用設計的，另一些是通用的。一些通用目的的操作系統稱自己為實時操作系統。但某種程度上，大部分通用目的的操作系統，如微軟的Windows?NT或IBM的OS/390有實時操作系統的特征。這就是說，即使一個操作系統不是嚴格的實時操作系統，它們也能解決一部分實時應用問題。

發明人在實現本發明的過程中，發現現有技術中至少存在如下問題：在各種應用到實時操作系統的場合，需要針對不同的用途編寫與之對應的驅動、中間件以及其他程序，加重了開發工作量，不利于后期對系統的維護。

發明內容

本發明所提供的實時Linux操作系統，用于在各種應用到實時操作系統的場合中，為實際應用提供一個可以支持各種驅動，方便擴展，維護簡單的運行平臺，以及填補國內還未有一種能夠商業化應用的實時操作系統的技術空白。

本發明的實施例提供一種實時Linux操作系統，

一種實時Linux操作系統，包括：VIRT實時虛擬層單元，位于計算機設備的硬件與操作系統之間，用于模擬計算機設備的硬件，在硬件與操作系統之間提供硬件接口，所述操作系統能夠通過所述硬件接口實現與硬件之間的交互；其中，所述操作系統包括實時操作系統和非實時通用操作系統；并且，能夠區分實時操作系統和非實時通用操作系統，并將所述非實時通用操作系統作為所述實時操作系統的一個非實時線程運行；截獲所有的硬件中斷，將實時中斷發送給對應的硬件；實現與驅動程序之間的通信；VIRT實時內核單元，用于為實時任務提供運行環境，并賦予實時任務第一優先級，且該第一優先級總是高于非實時任務的第二優先級；以及提供應用接口，所述實時任務基于所述應用接口進行開發；Linux內核單元，用于實現通用Linux操作系統的進程調度、存儲管理、虛擬文件系統、網絡接口和進程通信功能，并為所述非實時任務提供運行環境。

上述操作系統中，VIRT實時虛擬層單元還包括：實時中斷控制模塊，用于截獲硬件傳來的硬件中斷，所述硬件中斷分為實時中斷和Linux中斷；當截獲到所述實時中斷時，將所述實時中斷發送給對應的硬件；當截獲到所述Linux中斷時，判斷Linux內核單元是否屏蔽該Linux中斷，如果該Linux中斷被屏蔽則忽略該Linux中斷，否則交于所述Linux內核單元處理。

上述操作系統中，還包括：實時高精度時間控制模塊，對于一個幀，在幀內包含按時序排列的預定數目個最小時鐘周期，當所述實時任務為周期性實時任務時，在一個幀內找到位于不同時序處的最小時鐘周期，在該最小時鐘周期內觸發對于該實時任務的處理。

上述操作系統中，還包括：進程調度策略模塊，用于設置實時任務對應的實時進程的優先級，將該實時進程的優先級的權重設置為該實時進程的進程計數值加1000，使得所述實時進程比所有非實時進程的優先級高。

上述操作系統中，還包括：進程間通訊處理模塊，用于在實時操作系統中的進程之間、VIRT實時內核單元與進程之間通過信號進行相互通信，所述信號是基于可移植操作系統接口標準的數據結構。

上述操作系統中，還包括：實時先入先出隊列模塊，用于創建一個先入先出隊列緩沖區，該先入先出隊列緩沖區能夠被實時任務對應的實時進程，以及非實時任務對應的非實時進程訪問；其中，所述非實時進程采用符合可移植操作系統接口標準的訪問函數對該先入先出隊列緩沖區進行訪問；所述實時進程采用符合可移植操作系統接口標準的訪問函數或者專有函數對所述先入先出隊列緩沖區進行訪問。