一种基于分布式多任务模型可重构系统的实时操作系统技术的制作方法

1.本发明属于实时操作系统技术领域，尤其涉及一种基于分布式多任务模型可重构系统的实时操作系统技术。


背景技术：

2.实时操作系统是指当外界事件或数据产生时，能够接受并以足够快的速度予以处理，其处理的结果又能在规定的时间之内来控制生产过程或对处理系统做出快速响应，调度一切可利用的资源完成实时任务，并控制所有实时任务协调一致运行的操作系统。提供及时响应和高可靠性是其主要特点。
3.实时性能是表征实时操作系统的最重要的性能指标，现代实时操作系统的多任务调度、内存管理、中断处理等机制对系统的实时性能带来了很大的影响，为了对实时操作系统的性能进行详尽的测试，需要对实时操作系统的实现机制进行深入的分折，操作系统的实时性能与计算机系统体系架构及操作系统设计特点有很大的关系，为提高计算机系统的整体性能，当前计算机系统架构及操作系统所普遍采用的设计思想对实时操作系统的设计带来了不利的影响。
4.基于此，本发明设计了一种基于分布式多任务模型可重构系统的实时操作系统技术，以解决上述问题。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于：为了解决现代实时操作系统的多任务调度、内存管理、中断处理等机制对系统的实时性能带来了很大的影响，为了对实时操作系统的性能进行详尽的测试，需要对实时操作系统的实现机制进行深入的分折，操作系统的实时性能与计算机系统体系架构及操作系统设计特点有很大的关系，为提高计算机系统的整体性能，当前计算机系统架构及操作系统所普遍采用的设计思想对实时操作系统的设计带来了不利影响的问题，而提出的一种基于分布式多任务模型可重构系统的实时操作系统技术。
6.为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
7.一种基于分布式多任务模型可重构系统的实时操作系统技术，包括中断响应延迟测试模块和时间抖动误差测试模块；
8.所述中断响应延迟测试模块包括空载测试模块、负载测试模块和干扰测试模块；
9.所述中断响应延迟测试模块用于：
10.首先选取一个定时器硬件作为定时器的中断触发源；
11.然后设定定时器中断触发参数，并选定中断到时的处理函数；
12.通过中断到时的处理函数计算出中断延迟时间，并以此规律进行循环测试。
13.作为上述技术方案的进一步描述：
14.所述中断到时的处理函数包括：
15.在启动定时器时获取中断触发时刻点ts；
16.接着在定时器触发中断时，在中断到时的处理函数的第一句代码中获取定时器中断触发时间th；
17.定时器终端出发之间th与启动定时器时获取的中断触发时刻点ts之间的差值为中断延迟时间，所述中断延迟时间＝th-ts。
18.作为上述技术方案的进一步描述：
19.所述空载测试模块用于在后台没有任何任务运行的工作环境下进行中断延迟时间测试，所述空载测试模块在对实时操作系统进行中断延迟时间测试时，只存在实时操作系统运行，不对实时操作进行额外操作。
20.作为上述技术方案的进一步描述：
21.所述负载测试模块用于在后台有任务运行的工作环境系进行中断延迟时间测试，所述空载测试模块在对实时操作系统进行中断延迟时间测试时，允许在实时操作系统存在额外负载的工况下进行中断延迟时间测试。
22.作为上述技术方案的进一步描述：
23.所述干扰测试模块用于在后台没有任何任务运行的工作环境下，通过额外加入能够控制频度的中断源进行中断延迟时间测试。
24.作为上述技术方案的进一步描述：
25.所述空载测试模块在对实时操作系统进行中断延迟时间测试时，允许在实时操作系统额外加入能够控制频度的中断源的工况下进行中断延迟时间测试。
26.作为上述技术方案的进一步描述：
27.所述时间抖动误差测试模块用于从定时器周期性产生中断起，到实时操作系统中的调度单元选定实时任务，接着进行上下文切断，最后到实时任务得到cpu为止的这段时间。
28.作为上述技术方案的进一步描述：
29.所述时间抖动误差测试模块中搭载有时间抖动误差测试函数，所述时间抖动误差测试函数包括：
30.初始时刻为t1，并在t1时刻开始保存并记录寄存器的值，并根据寄存器设定定时器产生中断的参数；
31.在t2时刻进入中断服务程序，t2与t1之间的时间间隔差值为中断延迟差值。
32.作为上述技术方案的进一步描述：
33.所述时间抖动误差包含中断延迟、上下文切换时间和实时操作系统调度器工作时间。
34.作为上述技术方案的进一步描述：
35.所述时间抖动误差测试模块分别在后台没有任何任务运行的工作环境下和后台存在重负载后台运行的工作环境下分别进行周期任务调度误差。
36.综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：
37.本发明中，首先选取一个定时器硬件作为定时器的中断触发源，然后设定定时器中断触发参数，并选定中断到时的处理函数，通过中断到时的处理函数计算出中断延迟时间，并以此规律进行循环测试，时间抖动误差测试模块用于从定时器周期性产生中断起，到实时操作系统中的调度单元选定实时任务，接着进行上下文切断，最后到实时任务得到cpu
为止的这段时间，通过进行中断响应延迟测试和时间抖动误差测试，对实时操作系统的测试要求、定时器精度以及定时、实时性能影响系统性能进行分析，并进行实时性能测试试验，运行实时操作系统，设置实时操作系统所搭载的cpu的计时器精度，设计计时器中断服务程序，完成实时操作系统的性能测试工作。
附图说明
38.图1为本发明提出的一种基于分布式多任务模型可重构系统的实时操作系统技术的中断响应延迟测试流程图；
39.图2为本发明提出的一种基于分布式多任务模型可重构系统的实时操作系统技术的中断到时的处理函数流程图；
40.图3为本发明提出的一种基于分布式多任务模型可重构系统的实时操作系统技术的时间抖动误差测试流程图。
具体实施方式
41.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
42.请参阅图1-3，本发明提供一种技术方案：一种基于分布式多任务模型可重构系统的实时操作系统技术，包括中断响应延迟测试模块和时间抖动误差测试模块；
43.所述中断响应延迟测试模块包括空载测试模块、负载测试模块和干扰测试模块；
44.所述中断响应延迟测试模块用于：
45.首先选取一个定时器硬件作为定时器的中断触发源；
46.然后设定定时器中断触发参数，并选定中断到时的处理函数；
47.通过中断到时的处理函数计算出中断延迟时间，并以此规律进行循环测试。
48.具体的，所述中断到时的处理函数包括：
49.在启动定时器时获取中断触发时刻点ts；
50.接着在定时器触发中断时，在中断到时的处理函数的第一句代码中获取定时器中断触发时间th；
51.定时器终端出发之间th与启动定时器时获取的中断触发时刻点ts之间的差值为中断延迟时间，所述中断延迟时间＝th-ts。
52.具体的，所述空载测试模块用于在后台没有任何任务运行的工作环境下进行中断延迟时间测试，所述空载测试模块在对实时操作系统进行中断延迟时间测试时，只存在实时操作系统运行，不对实时操作进行额外操作。
53.具体的，所述负载测试模块用于在后台有任务运行的工作环境系进行中断延迟时间测试，所述空载测试模块在对实时操作系统进行中断延迟时间测试时，允许在实时操作系统存在额外负载的工况下进行中断延迟时间测试。
54.具体的，所述干扰测试模块用于在后台没有任何任务运行的工作环境下，通过额外加入能够控制频度的中断源进行中断延迟时间测试。
55.具体的，所述空载测试模块在对实时操作系统进行中断延迟时间测试时，允许在实时操作系统额外加入能够控制频度的中断源的工况下进行中断延迟时间测试。
56.具体的，所述时间抖动误差测试模块用于从定时器周期性产生中断起，到实时操作系统中的调度单元选定实时任务，接着进行上下文切断，最后到实时任务得到cpu为止的这段时间。
57.具体的，所述时间抖动误差测试模块中搭载有时间抖动误差测试函数，所述时间抖动误差测试函数包括：
58.初始时刻为t1，并在t1时刻开始保存并记录寄存器的值，并根据寄存器设定定时器产生中断的参数；
59.在t2时刻进入中断服务程序，t2与t1之间的时间间隔差值为中断延迟差值。
60.具体的，所述时间抖动误差包含中断延迟、上下文切换时间和实时操作系统调度器工作时间。
61.具体的，所述时间抖动误差测试模块分别在后台没有任何任务运行的工作环境下和后台存在重负载后台运行的工作环境下分别进行周期任务调度误差。
62.工作原理，使用时：
63.首先选取一个定时器硬件作为定时器的中断触发源；
64.然后设定定时器中断触发参数，并选定中断到时的处理函数；
65.通过中断到时的处理函数计算出中断延迟时间，并以此规律进行循环测试；
66.在启动定时器时获取中断触发时刻点ts；
67.接着在定时器触发中断时，在中断到时的处理函数的第一句代码中获取定时器中断触发时间th；
68.定时器终端出发之间th与启动定时器时获取的中断触发时刻点ts之间的差值为中断延迟时间，所述中断延迟时间＝th-ts；
69.用于在后台没有任何任务运行的工作环境下进行中断延迟时间测试；
70.所述空载测试模块在对实时操作系统进行中断延迟时间测试时，只存在实时操作系统运行，不对实时操作进行额外操作；
71.用于在后台有任务运行的工作环境系进行中断延迟时间测试；
72.所述空载测试模块在对实时操作系统进行中断延迟时间测试时，允许在实时操作系统存在额外负载的工况下进行中断延迟时间测试；
73.在后台没有任何任务运行的工作环境下，通过额外加入能够控制频度的中断源进行中断延迟时间测试
74.所述空载测试模块在对实时操作系统进行中断延迟时间测试时，允许在实时操作系统额外加入能够控制频度的中断源的工况下进行中断延迟时间测试；
75.所述时间抖动误差测试模块用于从定时器周期性产生中断起，到实时操作系统中的调度单元选定实时任务，接着进行上下文切断，最后到实时任务得到cpu为止的这段时间
76.所述时间抖动误差测试模块中搭载有时间抖动误差测试函数
77.所述时间抖动误差测试函数包括：
78.初始时刻为t1，并在t1时刻开始保存并记录寄存器的值，并根据寄存器设定定时器产生中断的参数；
79.在t2时刻进入中断服务程序，t2与t1之间的时间间隔差值为中断延迟差值；
80.所述时间抖动误差包含中断延迟、上下文切换时间和实时操作系统调度器工作时间；
81.所述时间抖动误差测试模块分别在后台没有任何任务运行的工作环境下和后台存在重负载后台运行的工作环境下分别进行周期任务调度误差。
82.以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。