SylixOS周期定时抖动分析

本文介绍了SylixOS操作系统在SMP和AMP模式下,RMS和ISR两种周期定时方式的测试模型、抖动分析、优缺点。在SMP模式的RMS方式中,虽然提供了便捷的应用层接口,但自旋锁可能导致实时任务抖动;而ISR方式的详细分析未给出。AMP模式的RMS方式也存在类似问题,但有助于解决调度冲突。

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1.概述

    自动化与控制行业中有很多场景需要循环周期控制,而运动控制领域对循环周期控制的时间确定性要求尤为严格,周期抖动的时间确定性和周期控制的极限范围直接影响运动控制产品的质量和性能。
SylixOS作为一款嵌入式实时操作系统,针对不同循环周期和不同程度的时间确定性要求均有对应的周期控制方式,其中就有为周期性任务解决多任务调度冲突并且时间确定性良好的速率单调调度(Rate Monotonic Scheduling RMS),还有传统的以硬件平台定时器作为中断源,以中断服务程序作为实时任务运行载体的周期控制方式。

2.周期定时方式

    本文档主要针对SylixOS实时周期任务进行时间确定性的测试,为贴近真实场景,除了实时周期任务,还有多个普通线程以及不间断的串口中断、网络中断等干扰项,以此保证本文档测试数据以及抖动分析有实际参考价值。

2.1 SMP模式的RMS方式

2.1.1 测试模型

    测试平台有两个CPU,在应用程序中将实时任务绑定到CPU1上,其他任务则在CPU0上运行,其中SylixOS中断的绑核不提供应用层的接口,因此我们编写了一个.ko文件用于绑定中断(包括串口中断、网络中断、定时器中断等)到CPU0上,测试时加载此.ko模块即可,具体测试模型如图 2-1所示。

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