42、深入了解Xenomai实时系统：特性、移植挑战与架构解析

深入了解Xenomai实时系统：特性、移植挑战与架构解析

1. Xenomai简介

Xenomai是一个能与Linux内核紧密集成的实时子系统，可确保应用程序具有可预测的响应时间。它采用双内核方法，一个小型的协内核与Linux在同一硬件上并行运行。当主机内核提供内存管理单元（MMU）保护时，Xenomai支持在用户空间运行实时程序，就像普通的Linux应用程序一样。在时间关键操作期间，实时任务由协内核专门控制，从而在标准Linux内核中实现极低的延迟。

Xenomai于2001年创建，旨在促进工业应用从专有环境迁移到基于GNU/Linux的环境，同时保持严格的实时保证。其核心提供了用于实现实时API的通用构建块，也称为“皮肤（skins）”，可以有效地模拟专有或内部API。

Xenomai内核空间的核心遵循GPL 2许可协议发布，用户空间接口库遵循LGPL 2.1许可协议发布。目前，它可在多种架构（如PowerPC32和PowerPC64、Blackfin、ARM、x86、x86_64和ia64）的嵌入式和服务器平台上运行，并可与两个主要的Linux内核版本（2.4和2.6）配合使用，适用于支持MMU和不支持MMU的系统。支持的实时API包括VxWorks、pSOS+、VRTX、uITRON和POSIX 1003.1b。官方项目网站为http://www.xenomai.org ，提供源代码、文档、技术文章和其他资源。

2. 传统RTOS应用移植到Linux的挑战

越来越多的工业应用正在移植到Linux，这涉及到大量的遗留源代码。截至2007年初，大多数依赖操作系统的应用基于传统实时操作系统，其中许多具有自己的非POSIX专有API。