前言
OK113i-S开发板上测试实时linux系统的效果
Linux下的实时系统有三种方案:这三种方案各有优缺点
1.PREEMPT-RT:PREEMPT-RT是一个基于Linux内核的实时补丁,也被称为Real-Time(RT)补丁。它通过增加内核的可抢占性,使得Linux内核能够实现实时性能。PREEMPT-RT补丁提供了可配置的实时选项,可以根据应用程序的需求进行调整。这个版本跟内核的版本匹配很细致,几乎每一个内核的小版本都有配套的补丁。
2.Xenomai:Xenomai提供了一个实时框架,为Linux操作系统添加了实时性能。它支持具有硬实时和软实时要求的应用程序,并通过分时多任务和抢占式调度来提供可预测性。
这个系统就版本变化比较多,4之前是pipe,5后面是Dovetail,而且与内核版本匹配不太紧密,
3.RTAI(Real-Time Application Interface):RTAI是一个开源实时应用程序接口,提供了类似API的接口和实时任务调度。它在Linux内核上运行,并通过插入抢占式调度器来实现实时性能。
这里我们测试一下PREEMPT-RT的效果。
编译desktop系统
首先我们编译一个desktop的系统版本,官方提供的镜像是默认的PREEMPT-RT的。
默认配置如下
我们选择Desktop,
选择Desktop,
然后退出保存。
Cp ~/OK113i-linux-sdk/kernel/linux-5.4/arch/arm/configs/OK113I_linux_defconfig ok-def
Cp .config ~/OK113i-linux-sdk/kernel/linux-5.4/arch/arm/configs/OK113I_linux_defconfig
~/OK113i-linux-sdk/build.sh kernel
编译测试程序
为了测试对比效果,我们还需要编译一个测试程序rt-test
进入OK113i-linux-sdk/buildroot/buildroot-201902
make menuconfig ARCH=arm
选择
Target packages
Debugging,profileing and benchmark
然后OK113i-linux-sdk/buildroot/buildroot-201902/build.sh
最后 ~/OK113i-linux-sdk/build.sh pack
Cp ~/OK113i-linux-sdk/out/t113_i_linux_ok113i_uart0.img t113-desk.img
测试效果
我们测试两个系统镜像,一个是desktop版本t113-desk.img,
一个是PREEMPT-RT版本,下面是运行的测试结果
我们这里就比较几个简单的命令coremark,和cyclictest
cyclictest -t 5 -p 80 ,5个任务跑80个进程,计算时间
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Desktop
root@ok113i:/#uname -a
Linux ok113i 5.4.61 #3 SMP Mon Dec 18 14:42:10 CST 2023 armv7l GNU/Linux
root@ok113i:/# /usr/bin/coremark
2K performance run parameters for coremark.
CoreMark Size : 666
Total ticks : 17257
Total time (secs): 17.257000
Iterations/Sec : 3476.849974
Iterations : 60000
Compiler version : GCC7.3.1 20180425 [linaro-7.3-2018.05 revision d29120a424ecfbc167ef90065c0eeb7f91977701]
Compiler flags : -O2 -lrt
Memory location : Please put data memory location here
(e.g. code in flash, data on heap etc)
seedcrc : 0xe9f5
[0]crclist : 0xe714
[0]crcmatrix : 0x1fd7
[0]crcstate : 0x8e3a
[0]crcfinal : 0xbd59
Correct operation validated. See readme.txt for run and reporting rules.
CoreMark 1.0 : 3476.849974 / GCC7.3.1 20180425 [linaro-7.3-2018.05 revision d29120a424ecfbc167ef90065c0eeb7f91977701] -O2 -lrt / Heap
root@ok113i:/# cyclictest -t 5 -p 80
//5个任务跑80个进程,计算时间
# /dev/cpu_dma_latency set to 0us
policy: fifo: loadavg: 1.09 0.80 0.38 2/70 1575
policy: fifo: loadavg: 1.17 0.82 0.39 1/68 1576
T: 0 ( 1517) P:80 I:1000 C: 9393 Min: 10 Act: 20 Avg: 15 Max: 152
T: 0 ( 1517) P:80 I:1000 C: 11554 Min: 10 Act: 11 Avg: 15 Max: 754
T: 1 ( 1518) P:80 I:1500 C: 7702 Min: 10 Act: 11 Avg: 14 Max: 140
T: 2 ( 1519) P:80 I:2000 C: 5773 Min: 10 Act: 11 Avg: 16 Max: 4850
T: 3 ( 1520) P:80 I:2500 C: 4619 Min: 10 Act: 12 Avg: 17 Max: 5174
T: 4 ( 1521) P:80 I:3000 C: 3850 Min: 10 Act: 11 Avg: 16 Max: 4726
Disable gpadc0
policy: fifo: loadavg: 1.06 0.85 0.43 1/72 1634
===========
PREEMPT-RT
root@ok113i:/# coremark
2K performance run parameters for coremark.
CoreMark Size : 666
Total ticks : 17200
Total time (secs): 17.200000
Iterations/Sec : 3488.372093
Iterations : 60000
Compiler version : GCC7.3.1 20180425 [linaro-7.3-2018.05 revision d29120a424ecfbc167ef90065c0eeb7f91977701]
Compiler flags : -O2 -lrt
Memory location : Please put data memory location here
(e.g. code in flash, data on heap etc)
seedcrc : 0xe9f5
[0]crclist : 0xe714
[0]crcmatrix : 0x1fd7
[0]crcstate : 0x8e3a
[0]crcfinal : 0xbd59
Correct operation validated. See readme.txt for run and reporting rules.
CoreMark 1.0 : 3488.372093 / GCC7.3.1 20180425 [linaro-7.3-2018.05 revision d29120a424ecfbc167ef90065c0eeb7f91977701] -O2 -lrt / Heap
root@ok113i:/# cyclictest -t 5 -p 80
//5个任务跑80个进程,计算时间
# /dev/cpu_dma_latency set to 0us
policy: fifo: loadavg: 1.00 0.67 0.30 1/79 1651
T: 0 ( 1647) P:80 I:1000 C: 85352 Min: 13 Act: 16 Avg: 16 Max: 57
T: 1 ( 1648) P:80 I:1500 C: 56901 Min: 13 Act: 16 Avg: 15 Max: 74
T: 2 ( 1649) P:80 I:2000 C: 42671 Min: 13 Act: 16 Avg: 15 Max: 39
T: 3 ( 1650) P:80 I:2500 C: 34136 Min: 13 Act: 20 Avg: 16 Max: 51
T: 4 ( 1651) P:80 I:3000 C: 28447 Min: 13 Act: 16 Avg: 16 Max: 80
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可以看到 Total time相差不大,但是 cyclictest 的Max时间是大大减少的。 可看到Linux-RT内核与普通Linux内核相比,系统延时更加稳定,平均延时、最大延时更低,系统实时性更佳
PREEMPT-RT和xenomai
在buildroot里面,大家可以选择xenomai系统进行选择,对比效果
这两个的测试结果就不太明显,因为我们的软件没有严格限制,这里就不详细介绍了。感兴趣的可以学习相关内容。
原贴链接:OK113i-S开发板-3测试实时系统 | 全志在线开发者论坛
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