Rtems简介
RTEMS,a rivail of VxWorks
作者 Ray
RTEMS版权所有,转载请注明:来源http://www.rtems.net,作者Ray
RTEMS可谓嵌入式系统鼻祖,经过专家的评测,其性能毫不逊色于VxWorks, 远远把RtLinux甩在后面。
正文
RTEMS是前美国军方研制的嵌入式系统, 最早用于美国国防系统,早期的名称为实时导弹系统(Real Time Executive for Missile Systems),后来改名为实时军用系统(Real Time Executive for Military Systems), 目前的全称是实时(Real Time Executive for Multiprocessor Systems)用,他的特点是非常的稳定,而且速度快。现在是一个开源项目的RTOS, 在全球还是有不少的用户,其中包括Motorola,朗讯等,他有下面的特点:
注:TRON全称是 (The Real-time Operating system Nucleus),ITRON(Industrial TRON)是一个由多家著名IT企业牵头的协议制定组织,同时IRTON也代表实时嵌入式系统的一个标准。ITRON提出了实时操作系统的一系列规范(包 括系统调用接口规范,任务调度接口规范,TCP/IP网路链接API规范,本地与远程调试接口规范等等),遵循这个规范的操作系统上层软件可以相互移植, 有点类似于UNIX世界里面的POSIX。***所有的大型IT公司都开发了自己的基于ITRON的嵌入式系统
此外他还提供了很多有些的附加属性:
- 优秀的网路支持,支持BSD套结字, TCP/IP, UDP/IP, TFTP, FTPd, HTTPd, SNMP, NTP, ICMP, ARP, DNS client, PPP, Remote Console, SNMP
- 支持图形界面:microwindows GUI
- 支持Webserver(GoAhead)
- 支持CORBA(omniORB)
- 支持大量的OpenSource库,比如:TCL, readline, zlib, ncurses, libavl
- 对大多数API提供C++支持(可选)
- 支持Ada
- 支持文件系统
目前RTEMS是GPL的开源项目(准确的说,是GPL的一个变种),广泛应用于军事,工业,科研等领域。很多专业的软件(比较注明的如EPICS)开始移植到RTEMS平台上。
RTEMS 从设计初始就是为较少内存与较少CPU主频的嵌入式系统提供可靠的实时内核。该系统分为若干模块,用户可以根据实际应用需要进行剪裁。 在国际控制年会Straumann的一篇报道做过如下的测试,测试的硬件平台是PowerPC 604(300MHz),Rtlinux,RTEMS和VxWorks的BSP都是由Motorola提供,测试内容包括初始化、中断处理、普通程序(包 括网路程序、SPI、串口等)。测试中产生了2,000,000次中断,中断的平均频率为4kHz。可以看出,这个测试程序对内核的实时性以及任务调度都 是一个严格的考验。测试的结果如下表所示:(单位10-6s)
| 中断时延 | Context转换 |
| 系统负载中等 |
| 最大 | 平均 | 最大 | 平均 |
RtLinux | 13.5 | | 33.1 | 8.7 |
RTEMS | 15.1 | | 16.4 | 2.2 |
RTEMS1 | 14.9 | | 16.9 | 2.3 |
VxWorks | 13.1 | | 19.0 | 3.1 |
| 重负载 |
RtLinux | 196.8 | 2.1 | 193.9 | 11.2 |
RTEMS | 20.5 | 2.9 | 51.3 | 3.7 |
RTEMS1 | 19.2 | 2.4 | 213 | 10.4 |
VxWorks | 25.2 | 2.9 | 38.8 | 9.5 |
注:RTEMS1(使用Pthread库)
从表上的结果可以看出,RtLinux无论是实时性,还是线程任务迁移,都还远远不能 满足要求。尤其是在重负载情况下,处理中断的时延波动非常厉害。想象一下,RtLinux他的中断处理平均时间是2.1us但是实际应用的时候可能要在 200us才能处理。这在时间有严格要求的系统中是不能允许的。
同时也可以看到,RTEMS在测试重表现的性能指标非常理想,基本上达到或者超过老牌 商业系统VxWorks。值得一提的是RTEMS在使用了Pthread库后,RTEMS的性能有所下降。但是最差的情况也不会比RtLinux差。但让 人欣喜的是,目前Pthread库的性能已经有了不少改善,详情可以参考RTEMS的邮件列表。
既然我把Rtems叫做嵌入式系统里面的老大哥,它支持的CPU类型自然是非常多的,可以说只要是GCC支持的,RTEMS就可以支持。其中值得一提的是一下的CPU
这些系列是比较成熟的工业级CPU,RTEMS在这些产品上面已经有多年的应用,所以 对这些CPU支持的特别好。同时随着ARM和DSP的流行,RTEMS也在几年前支持了多种DSP和多个系列的ARM(ARM只是一个核心,实际的ARM 芯片有上千种,一个操作系统不可能支持全部的ARM芯片)。
http://blog.21ic.com/user1/1028/archives/2006/19978.html
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