系統(tǒng)開發(fā)說明

Linux-RT內(nèi)核與普通Linux內(nèi)核在系統(tǒng)開發(fā)上基本保持一致，具體操作方法請參考《Linux系統(tǒng)開發(fā)手冊》。

其中，使用Linux-RT內(nèi)核進(jìn)行系統(tǒng)開發(fā)僅在Kernel開發(fā)的配置與編譯環(huán)節(jié)存在關(guān)鍵差異，其他開發(fā)流程（如U-Boot開發(fā)、Rootfs開發(fā)等）與普通內(nèi)核完全一致。以下對Linux-RT內(nèi)核的Kernel進(jìn)行說明。

Kernel開發(fā)（Linux-RT）

Kernel配置

執(zhí)行如下命令，進(jìn)入LinuxSDK源碼目錄下的內(nèi)核目錄，打開圖形配置界面。

Host# cd /home/tronlong/DR1/SDK_2025.1/

Host# ./build.sh kernelmenuconfig

（1）配置RT內(nèi)核

打開圖形配置界面，依次打開"General setup -> Preemption Model(Preemptible Kernel(Low-Latency Desktop))"。

進(jìn)入如圖所示界面后，選擇"Fully Preemptible Kernel (Real-Time)"，接著選擇保存。

備注：我司提供的普通內(nèi)核版本默認(rèn)為"Preemptible Kernel(Low-Latency Desktop)"

其他選項(xiàng)的參數(shù)解析如下表所示。

（2）配置Linux-RT內(nèi)核定時器頻率

打開圖形配置界面，依次打開"Kernel Features-> Timer frequency(250 HZ)"。

進(jìn)入如圖所示界面后，選擇"1000HZ"，接著選擇保存。

備注：普通Linux內(nèi)核需要選擇"250HZ"。

配置完成后，將配置選項(xiàng)自動保存到LinuxSDK根目錄下的"linux/arch/arm64/configs/anlogic_dr1m90_defconfig"中，執(zhí)行如下命令，檢查RT內(nèi)核是否配置成功。

Target# grep -nr "PREEMPT_RT" ./linux/arch/arm64/configs/anlogic_dr1m90_defconfig

Target# grep -nr "1000" ./linux/arch/arm64/configs/anlogic_dr1m90_defconfig

編譯Kernel

請參考《Linux系統(tǒng)開發(fā)手冊》的Kernel開發(fā)章節(jié)編譯Kernel。

應(yīng)用開發(fā)說明

Linux-RT內(nèi)核與普通Linux內(nèi)核在應(yīng)用開發(fā)上保持一致，具體操作方法請參考《Linux應(yīng)用開發(fā)手冊》。

本章節(jié)說明Linux-RT應(yīng)用開發(fā)組件支持情況并介紹基于Linux-RT內(nèi)核開發(fā)的應(yīng)用案例。

rt_gpio_ctrl案例

案例說明

通過創(chuàng)建一個基本的實(shí)時線程，在線程內(nèi)觸發(fā)LED的電平翻轉(zhuǎn)，同時程序統(tǒng)計實(shí)時線程的調(diào)度延時，并通過示波器測出LED電平兩次翻轉(zhuǎn)的時間間隔。由于程序默認(rèn)以最高優(yōu)先級運(yùn)行，為避免CPU資源被程序完全占用導(dǎo)致系統(tǒng)被掛起，因此在程序中增加100us的延時。程序原理大致如下：

（1）在Linux-RT內(nèi)核上創(chuàng)建、使用實(shí)時線程。

（2）實(shí)時線程中，計算出觸發(fā)LED電平翻轉(zhuǎn)的系統(tǒng)調(diào)度延時。

案例測試

執(zhí)行如下命令，查看程序運(yùn)行參數(shù)。

Target# ./rt_gpio_ctrl -h

參數(shù)解析：

-t：程序運(yùn)行時間，單位s，默認(rèn)為10s；

-d：延遲時間，單位us，默認(rèn)為100us；

-h：打印幫助信息。

將案例bin目錄下的可執(zhí)行文件拷貝至評估板文件系統(tǒng)，并執(zhí)行如下命令運(yùn)行測試程序，指定程序以增加100us的時間延時運(yùn)行，再按"Ctrl + C"退出測試，串口終端將打印程序統(tǒng)計的延遲數(shù)據(jù)，如下圖所示。

Target# ./rt_gpio_ctrl -t 10 -d 100

同時使用示波器捕捉LED兩次電平翻轉(zhuǎn)之間的間隔，即可得到線程調(diào)度的延遲，測試點(diǎn)為R44電阻一端。

本次測得電平翻轉(zhuǎn)周期為?x = 108us，如下圖所示。由于程序中默認(rèn)增加了100us的時間延時，因此實(shí)際延時應(yīng)為：108us - 100us = 8us，與程序統(tǒng)計打印的Latency results平均值相近。

執(zhí)行如下命令，指定程序以增加0us的時間延時運(yùn)行，再按"Ctrl + C"退出測試，串口終端將打印程序統(tǒng)計的延遲數(shù)據(jù)，如下圖所示。

Target# ./rt_gpio_ctrl -t 10 -d 0

同時使用示波器捕捉LED兩次電平翻轉(zhuǎn)之間的間隔，即可得到線程調(diào)度的延遲，測試點(diǎn)為R44電阻一端。本次測得電平翻轉(zhuǎn)周期為?x = 5.3us，如下圖所示。既實(shí)際延時為：5.3us，與程序統(tǒng)計打印的Latency results平均值相近。

案例編譯

將產(chǎn)品資料“4-軟件資料Demolinux-rt-demosrt_gpio_ctrl”案例源碼拷貝至Ubuntu。進(jìn)入案例源碼目錄，執(zhí)行如下命令，編譯案例生成可執(zhí)行文件。

Host# make CC=aarch64-linux-gnu-gcc CXX=aarch64-linux-gnu-g++

關(guān)鍵代碼

（1）創(chuàng)建實(shí)時任務(wù)，具體操作包括內(nèi)存鎖定、線程堆棧內(nèi)存設(shè)置、調(diào)度策略和優(yōu)先級配置等。

（2）在線程中打開LED文件節(jié)點(diǎn)，并對LED狀態(tài)進(jìn)行翻轉(zhuǎn)。

（3）統(tǒng)計調(diào)度時間延時情況。

rt_input案例

案例說明

通過創(chuàng)建一個基本的實(shí)時線程，在線程內(nèi)打開input設(shè)備，并對按鍵事件進(jìn)行監(jiān)聽，然后觸發(fā)LED的電平翻轉(zhuǎn)，再通過示波器測量按鍵觸發(fā)到LED電平翻轉(zhuǎn)期間的實(shí)際耗時。程序原理大致如下：

（1）在Linux-RT內(nèi)核上創(chuàng)建、使用實(shí)時線程。

（2）實(shí)時線程中對打開的input設(shè)備節(jié)點(diǎn)進(jìn)行按鍵事件監(jiān)聽，通過判斷監(jiān)聽得到的按鍵事件來觸發(fā)LED的電平翻轉(zhuǎn)。

案例測試

執(zhí)行如下命令，查看用戶輸入按鍵對應(yīng)的事件號。其中USER1(KEY2)對應(yīng)的按鍵事件號為event0。

Target# cat /proc/bus/input/devices

將案例bin目錄下的可執(zhí)行文件拷貝至評估板文件系統(tǒng)，并執(zhí)行如下命令運(yùn)行測試程序。程序運(yùn)行后按下USER1(KEY2)用戶輸入按鍵點(diǎn)亮LED，松開按鍵后LED熄滅，再按"Ctrl + C"退出測試程序。

Target# ./rt_input /dev/input/event0

同時分別使用示波器探頭1測量LED電路R44電阻一端，使用示波器探頭2測量按鍵USER1(KEY2)引腳1。

從按鍵下降沿觸發(fā)的開始（下圖藍(lán)線）到LED上升沿觸發(fā)的完成（下圖黃線）的時間間隔，即為系統(tǒng)實(shí)時捕獲按鍵輸入時間并響應(yīng)觸發(fā)LED電平翻轉(zhuǎn)的時間?x，從圖中可看到?x = 138us。

備注：在硬件特性上，由于按鍵電壓由低電平上拉到高電平比較緩慢，因此本次測試實(shí)時事件的輸入采用下降沿觸發(fā)方式。

案例編譯

將產(chǎn)品資料“4-軟件資料Demolinux-rt-demosrt_input”案例源碼拷貝至Ubuntu。進(jìn)入案例源碼目錄，執(zhí)行如下命令，編譯案例生成可執(zhí)行文件。

Host# make CC=aarch64-linux-gnu-gcc CXX=aarch64-linux-gnu-g++

關(guān)鍵代碼

（1）創(chuàng)建實(shí)時任務(wù)，具體操作包括內(nèi)存鎖定、線程的堆棧內(nèi)存設(shè)置、調(diào)度策略和優(yōu)先級配置等。

（2）在線程中打開input設(shè)備節(jié)點(diǎn)并監(jiān)聽按鍵事件，同時觸發(fā)LED電平的翻轉(zhuǎn)。