22、实时系统与Linux调度策略详解

实时系统与Linux调度策略详解

1. 实时系统基础概念

实时系统并不一定意味着速度快。在相同硬件条件下，由于支持实时进程需要额外的开销，实时系统可能比非实时系统运行得更慢。此外，硬实时系统和软实时系统的划分与操作截止时间的长短并无直接关系。

例如，核反应堆的安全控制棒系统（SCRAM），若在检测到中子通量过高后的几秒内未降下控制棒，反应堆就会过热，这是一个操作截止时间相对较长（从计算机角度而言）的硬实时系统。而视频播放器若无法在100毫秒内重新填充播放缓冲区，可能会跳过帧或出现声音卡顿，这是一个操作截止时间要求较高的软实时系统。

1.1 延迟、抖动和截止时间

• 延迟（Latency） ：指从刺激发生到响应执行的时间段。若延迟小于或等于操作截止时间，系统运行正常。在许多硬实时系统中，操作截止时间和延迟相等，系统会在固定时间间隔精确处理刺激。而在软实时系统中，所需响应的时间要求没那么精确，延迟会有一定变化，只要响应在截止时间内发生即可。
• 抖动（Jitter） ：是连续事件之间时间的变化，并非延迟。测量延迟往往很困难，因为需要知道刺激发生的时间，但能对刺激进行时间戳标记通常意味着已经有能力对其做出响应。很多测量延迟的尝试实际上测量的是抖动。例如，一个每10毫秒发生一次的刺激，我们为响应加上时间戳以确保每10毫秒响应一次，与这个目标的偏差就是抖动，而非延迟。

硬实时系统通常抖动极低，目标是抖动为零，延迟等于操作延迟，若延迟超过延迟时间，系统就会失败。软实时系统更容易受到抖动影响，抖动常可作为延迟的有效替代性能指标。 <