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如何通過配置實時調度策略來提升Linux工控機的係統實時性能

在開發(fa)Linux工(gong)控(kong)機(ji)產品(pin)的(de)過(guo)程中,可(ke)靠(kao)性(xing)和(he)實時(shi)性是最(zui)為(wei)重(zhong)要的考(kao)量(liang)因素(su),但Linux係(xi)統(tong)本身(shen)並不(bu)是一(yi)個(ge)實時係統,所(suo)以就(jiu)需要通(tong)過配置實時調(diao)度策(ce)略(lve)提高實(shi)時性能(neng),常(chang)見的調度(du)策略有以下幾(ji)種:


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1、Completely Fair Scheduler (CFS):CFS是Linux係統的默認(ren)調度策略,它是(shi)一種基於時間片(pian)輪轉(zhuan)的策略。CFS將(jiang)CPU時間(jian)均(jun)勻(yun)地分(fen)配給(gei)所有運(yun)行(xing)中(zhong)的任務(wu),並(bing)為每個任務分配(pei)一個權重,以便在多個任務之(zhi)間進(jin)行公(gong)平(ping)的分配。


2、Real-Time (RT):RT是一種實時調度策略,它為實時任務提供(gong)保(bao)證性的最小(xiao)響應時間,即(ji)在實時任務需(xu)要(yao)CPU時,係統優先分配CPU時間給它們(men)。RT調度策略通常用於對響(xiang)應時間要求比較高(gao)的係統。


3、Round Robin (RR):RR是一種(zhong)簡(jian)單(dan)的時間片輪(lun)轉調度策略,將CPU時間按(an)照(zhao)固(gu)定(ding)的時間片大小分配給每(mei)個運行中的任(ren)務。當(dang)一個任務用(yong)完(wan)了它的時間片後,它會被(bei)掛(gua)起(qi),等待下一個時間片分配。


4、First In First Out (FIFO):FIFO是一種基(ji)於任務優(you)先(xian)級(ji)的調度策略,任務的優先級決定了任務獲(huo)得(de)CPU時間的順(shun)序(xu)。在FIFO調度策略中,係統總是將CPU時間分配給優先級最高的任務,直到它完成或(huo)者(zhe)被阻(zu)塞(sai)。


5、Deadline:Deadline是一種基於截(jie)止時間的調度策略,任務的執行時間和截止(zhi)時間是預(yu)先確(que)定的。在Deadline調度策略中,係統會(hui)根(gen)據(ju)任務的截止時間和優先級來(lai)分配CPU時間。


Linux工控機應用通常需要高精(jing)度的實時性和穩定性,因(yin)此在選擇(ze)調度策略時應(ying)優先考慮(lv)實時性和穩定性。在這種情況下,實時調度策略和基於(yu)任務優先級的調度策略可能更適(shi)合Linux工控機應用。


對(dui)於實時性要求(qiu)比(bi)較(jiao)高的應用,可以(yi)選擇Real-Time (RT)調度策略或Deadline調度策略,以保證(zheng)任務在規(gui)定的時間內得到(dao)執(zhi)行。這(zhe)樣(yang)可以確保係統響應時間更加穩(wen)定可靠,能夠(gou)滿(man)足(zu)工業(ye)自(zi)動(dong)化(hua)的實時控製需求。


另外(wai),基於任務優先級的調度策略(如FIFO調度策略)也(ye)適用於Linux工控機應用,因為它(ta)可以確保高優先級的任務在更(geng)短(duan)的時間內得到處理(li)。因此(ci),具(ju)體(ti)選(xuan)擇哪種調度策略應該(gai)根據具(ju)體的應用場景和需求來決定。


RT內核已(yi)經作(zuo)為主要功(gong)能集成(cheng)到Linux內(nei)核發行版中,打(da)RT補丁(ding)對於工業控製(zhi)類(lei)工控機產(chan)品的開發過程(cheng)已經(jing)變(bian)的比較容易(yi)實現(xian)。


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