在工業(yè)應(yīng)用場(chǎng)景中，實(shí)時(shí)性是保障系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行與生產(chǎn)安全的核心要素。例如自動(dòng)化生產(chǎn)線需通過(guò)實(shí)時(shí)響應(yīng)傳感器數(shù)據(jù)來(lái)精準(zhǔn)控制機(jī)械臂動(dòng)作；電力繼電保護(hù)系統(tǒng)依賴實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)處理快速切斷故障電路，避免大面積停電。

這種即時(shí)處理任務(wù)、嚴(yán)格遵守時(shí)序約束的能力，直接影響工業(yè)生產(chǎn)的效率與質(zhì)量，Linux-RT通過(guò)高實(shí)時(shí)性為工業(yè)自動(dòng)化升級(jí)提供了可靠的底層支撐。

RK3576 Linux-RT實(shí)時(shí)性測(cè)試數(shù)據(jù)

使用Cyclictest延遲檢測(cè)工具測(cè)試Linux系統(tǒng)實(shí)時(shí)性，分別在CPU空載、滿負(fù)荷（運(yùn)行stress壓力測(cè)試工具）、滿負(fù)荷-隔離CPU3核心（運(yùn)行stress壓力測(cè)試工具）三種情況下運(yùn)行指令測(cè)試12小時(shí)。測(cè)試數(shù)據(jù)如下所示：

根據(jù)3種狀態(tài)的測(cè)試結(jié)果可知，當(dāng)程序指定至隔離的CPU3核心上運(yùn)行時(shí)，Linux系統(tǒng)延遲最低，可有效提高系統(tǒng)實(shí)時(shí)性。故推薦對(duì)實(shí)時(shí)性要求較高的程序（功能）指定至隔離的CPU核心運(yùn)行。

Linux-RT系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)

Linux-RT內(nèi)核基于普通Linux內(nèi)核增加PREEMPT_RT補(bǔ)丁，增加了系統(tǒng)響應(yīng)的確定性和實(shí)時(shí)性。這種升級(jí)無(wú)需大規(guī)模重寫內(nèi)核，既保障了嚴(yán)苛的實(shí)時(shí)性能，又完整繼承了Linux生態(tài)的開(kāi)發(fā)資源，如工具鏈、文件系統(tǒng)到安裝方法均可兼容。

Linux-RT使得開(kāi)發(fā)者能夠依托成熟的Linux開(kāi)發(fā)環(huán)境，快速完成產(chǎn)品開(kāi)發(fā)與部署，大幅縮短產(chǎn)品上市周期，為企業(yè)搶占市場(chǎng)先機(jī)提供強(qiáng)大助力。

Linux-RT高實(shí)時(shí)性應(yīng)用領(lǐng)域

Linux-RT憑借高實(shí)時(shí)性的優(yōu)勢(shì)，在高端工業(yè)PLC、運(yùn)動(dòng)控制器、工業(yè)計(jì)算機(jī)、工業(yè)網(wǎng)關(guān)、電力檢測(cè)裝置、電力DTU等應(yīng)用領(lǐng)域廣泛使用。

Cyclictest系統(tǒng)實(shí)時(shí)性測(cè)試

開(kāi)發(fā)環(huán)境

本文主要介紹基于RK3576J測(cè)試Linux系統(tǒng)實(shí)時(shí)性的方法，適用以下開(kāi)發(fā)環(huán)境：

Windows開(kāi)發(fā)環(huán)境：Windows 7 64bit、Windows 10 64bit

Linux開(kāi)發(fā)環(huán)境：VMware16.2.5、Ubuntu22.04.5 64bit

U-Boot：U-Boot-2017.09

Kernel：Linux-6.1.115、Linux-RT-6.1.115

LinuxSDK：LinuxSDK-[版本號(hào)]（基于rk3576_linux6.1_release_v1.1.0）

硬件平臺(tái)：創(chuàng)龍科技RK3576J工業(yè)評(píng)估板（TL3576-EVM）

隔離CPU核心狀態(tài)

本次測(cè)試以隔離CPU3核心為例，通過(guò)降低系統(tǒng)上所運(yùn)行的其他進(jìn)程對(duì)隔離CPU3產(chǎn)生的延遲影響，確保CPU3進(jìn)程的正常運(yùn)行，進(jìn)而評(píng)估Linux-RT內(nèi)核的系統(tǒng)實(shí)時(shí)性。

評(píng)估板上電啟動(dòng)后，在U-Boot倒計(jì)時(shí)結(jié)束之前長(zhǎng)按"Ctrl + C"鍵進(jìn)入U(xiǎn)-Boot命令行模式，修改環(huán)境變量，隔離CPU3核心。

運(yùn)行stress壓力測(cè)試工具，使得CPU處于滿負(fù)荷狀態(tài)。再使用taskset工具將cyclictest測(cè)試程序運(yùn)行在CPU3核心，測(cè)試CPU3核心滿負(fù)荷狀態(tài)下的系統(tǒng)實(shí)時(shí)性能。

測(cè)試指令運(yùn)行12小時(shí)，測(cè)試完成后將生成統(tǒng)計(jì)結(jié)果iso_overload_output文件。

統(tǒng)計(jì)結(jié)果分析

對(duì)測(cè)試結(jié)果文件的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，使用腳本生成直方圖，得到隔離CPU核心狀態(tài)下的統(tǒng)計(jì)結(jié)果如下所示。本次測(cè)試中，CPU4核心Max Latencies值最大，為124us，隔離CPU3核心的Max Latencies值最小，為9us。

根據(jù)CPU空載、CPU滿負(fù)荷、隔離CPU核心三種狀態(tài)的測(cè)試結(jié)果可知：當(dāng)程序指定至隔離的CPU3核心上運(yùn)行時(shí)，Linux系統(tǒng)延遲降低，可有效提高系統(tǒng)實(shí)時(shí)性。故推薦對(duì)實(shí)時(shí)性要求較高的程序（功能）指定至隔離的CPU核心運(yùn)行。

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審核編輯 黃宇