对嵌入式Linux进行实时性改进是嵌入式操作系统领域的一个研究热点。本文在分析了现有嵌入式操作系统实时性不足的基础上，提出了一种新型的改进方案(将RTAI和uClinux相结合)，并给出具体的工控应用实例，进一步对这种系统的功能进行有效验证。

       引言
       嵌入式Linux以代码开放、价格低廉、功能强大又易于移植的特性正在被广泛应用控制工程网版权所有，为嵌入式操作系统提供了一个极具吸引力的选择。但许多实际应用，譬如多媒体通信、生产过程控制、在线事务处理等等都要求对外部事件在限定的时间内做出反应。因而嵌入式系统实时性问题越来越受到关注，对嵌入式Linux进行实时性改进也成为嵌入式操作系统领域的一个研究热点。

       本文提出了一种基于uClinux的嵌入式实时操作系统方案。将RTAI和uClinux相结合，既满足了嵌入式应用的需求，同时又保证了系统的硬实时性。

        一、现有嵌入式操作系统应用中存在的问题
       一个优秀的嵌入式操作系统是嵌入式系统成功的关键。它除了具备一般操作系统最基本的功能CONTROL ENGINEERING China版权所有，如任务调度、同步机制、中断处理、文件功能等，还需要具有以下特点：
    1. 更好的硬件适应性，也就是良好的移植性；
    2. 占有更少的硬件资源；
    3. 高可靠性；
    4. 提供强大的网络功能，支持TCP/IP协议及其他协议；
    5. 有些应用要求具有实时性能。

       现有的嵌入式操作系统大致可分为商用型和免费型两类：商用型操作系统由于功能稳定、可靠，有完善的技术支持和售后服务，在嵌入式市场占有一定的份额。但它同时也存在价格昂贵、需要版权、源代码不公开等一系列问题；免费型操作系统(如Linux)源码公开，有价格方面的优势，但在严格满足嵌入式实时应用需求方面还有欠缺。

      二、RTAI对Linux的实时性改进
    现有几种针对Linux的实时系统解决方案，实现方法主要包括两种：
    1)直接修改Linux内核、增加实时性，如：Montavista；
    2)在普通Linux内核之上增加实时模块、双内核结构，如：RTLinux或RTAI。

       Montavista可以满足用户的软实时要求，RTLinux或RTAI着重增强Linux的硬实时特性。软实时系统的时限是柔性灵活的，它可以容忍偶然的超时错误。失败造成的后果并不严重，仅仅是轻微地降低了系统的吞吐量。硬实时系统有一个刚性的、不可改变的时间限制，它不允许任何超出时限的错误。超时错误会带来损害甚至导致系统失败、或者导致系统不能实现它的预期目标。

       RTAI采用双内核方法，不直接使用Linux的任何功能，而是把需要高度时间精度的工作写成一个驱动程序的形式www.cechina.cn，然后直接用PC时序芯片所产生的中断调用这个驱动程序。RTAI与NMT RT-Linux的最大不同之处在于CONTROL ENGINEERING China版权所有，它在Linux上定义了一组实时硬件抽象层(RTHAL)。RTHAL将RTAI需要在Linux中修改的部分定义成一组程序界面CONTROL ENGINEERING China版权所有，RTAI只使用这组界面和Linux沟通。这样做的好处在于，用户可以将直接修改的Linux核心程序代码减至最小，这有可能使得将RTHAL移植到新版Linux的工作量减至最低。

      但是，RTAI虽然满足了硬实时性要求，却没有被裁减为足够小且适用于嵌入式系统。

      三、RTAI+uClinux的实时方案
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