37、RISC-V核心基准测试及两款开源实时操作系统性能分析

RISC-V核心基准测试及两款开源实时操作系统性能分析

1. 引言

随着“RISC - V”这一免费开放的指令集架构的诞生，处理器发明开启了新纪元。RISC - V指令集架构为架构提供了更高层次的可扩展性以及无限的软硬件自由，为未来计算机设计和创新铺平了道路。

在日常生活、工作和娱乐中，嵌入式系统受到了汽车、航空航天、电信设备和家用电器等众多工业领域的高度关注。先进、低成本、高性能处理器的快速发展为开发者提供了强大的基础，几乎可用于所有嵌入式应用。

实时系统与传统计算机系统的主要区别在于，实时系统中的线程（通常称为任务）有输出期限。根据错过期限可能产生的后果，实时任务可分为三类：
- 软实时任务 ：即使在期限之后产生的输出对系统仍有一定效用，但会牺牲性能。
- 硬实时任务 ：错过期限会产生灾难性后果，例如车辆碰撞时安全气囊的部署。
- 坚定实时任务 ：期限之后产生的输出毫无价值，但不会造成损害。

为创建多任务应用，实时操作系统（RTOS）具备任务优先级等功能，可分配不同优先级给每个任务，以便选择进入运行状态的任务。调度方式主要有抢占式调度和非抢占式调度。由于通用操作系统可能直接或间接给应用程序引入延迟，任务同步难以预测，而使用RTOS能使任务同步时间可预测，系统服务执行时间可预知。RTOS在代码复杂度增加时，是管理软件和分配工程师职责的有效工具。

FreeRTOS是为微控制器设计的实时调度器，采用C语言编写，便于移植和维护，支持主动和协作两种调度方式，协作调度可避免抢占式调度的重入问题。Zephyr