在工業應用中,從訊號輸入到任務處理的時間確定性一般需要滿足一定的要求,越來越多的裝置需要更低的任務延遲和更小的抖動要求。 例如,機械臂在加工時,如果控制命令的更新時間大於2ms,機械臂可能無法停在準確的位置,從而降低產品的加工精度。
實時作業系統最重要的功能是系統中的實時任務必須在可預測的時間範圍內執行。 當乙個高優先順序任務被喚醒或主動執行時,它必須能夠立即搶占其他任務來獲取 CPU 的執行許可權,並且這個時間段必須是可預測的。 也就是說,實時作業系統必須保證其實時任務在這段時間內是確定性的。 一般來說,常見的工業控制、工業閘道器、軌道交通、能源電力等工業場合都需要實現任務的高度確定性,因此都需要乙個穩定可靠的“實時作業系統”。
Linux 核心因其開源、免費和功能良好的特性而在工業領域得到了廣泛的應用。 但是,由於Linux核心本身並不是實時作業系統,而是分時作業系統,因此無法滿足許多工業應用場景的實時性需求。
Linux-RT基於普通的Linux核心,帶有RT Preempt補丁,並使用Linux核心成為硬實時作業系統。 搶占式 RT 修補的關鍵是儘量減少不可搶占式核心的數量,同時最大限度地減少必須更改的數量,以提供這種額外的搶占性。 搶占式 RT 補丁利用 Linux 核心的 SMP 功能來新增這種額外的搶占式,而無需完全重寫核心。 Linux-RT 不僅給出了普通 Linux 核心的實時效能,還擁有與普通 Linux 相同的開發生態這包括相同的工具鏈、檔案系統和安裝方法,以及相同的 Posix API。 這樣一來,客戶的應用就可以將實時需求任務設定為實時執行緒,沒有實時需求的任務不需要更改,客戶可以用最少的開發工作量使產品滿足實時需求。
Linux-RT在工業應用中非常受歡迎,因為它滿足了客戶在產品開發中的剛性需求,不僅要使產品滿足實時性要求,還要開發簡單,盡可能利用現有的開發功能,從而達到快速上市的預期。 目前,國內外知名工業處理器廠商,如TI、NXP、XILINX、Allwinner、Rockchip等,在其主流工業處理器中已經或正在適配Linux-RT實時作業系統,如TI AM62X、AM335X等,全志T3、A40i、T113-I等。
執行Linux-RT實時作業系統的高效能ARM處理器平台可以幫助研發工程師大大提高系統開發效率,使客戶能夠快速完成上市時間。
通過對創龍科技全志國產平台T113-I(SOM-TL113工業核心板)Linux-RT實時資料的測試可以看出,與普通Linux核心相比,Linux-RT核心具有更穩定的系統延遲,更低的平均延遲和最大延遲,以及更好的實時系統效能。
T113-i Linux-RT 核心測試結果
T113-i Linux 核心測試結果。
創隆科技的SOM-TLT113工業核心板基於全志最新一代22nm國產工業處理器T113-i,雙核ARM-Cortex a7@1設計。2ghz。令人驚喜的是,如此高效能的工業核心板,含稅售價僅99元,國產化率100%。
對於眾多工業使用者:只需99元超低成本,即可使用雙核1GHz+工業級國產ARM平台;超低成本僅需99元,即可使用適配Linux-RT實時系統的工業級國級ARM平台可以輕鬆應對行業內各種實時性需求,在成本和效能之間取得良好的平衡。 因此,低成本+國產+linux-RT讓客戶的產品更加強大。
T113-i工業核心板
T113-i 工業評估板資源框圖