RTLinux下的一种实时应用通信机制

RTLinux下的一种实时应用通信机制

摘要：RTLinux实时应用程序的开发模式；详细说明两种在实时模块与非实时模块之间进行通信的主要通信接口的实现和使用方式；提出一种将以上两种接口有机结合的实时应用内部通信机制，并通过实验证该方法的可操作性。

    关键词：RTLinux 通信接口 实时 共享内存 RT_FIFO

实时性是多任务嵌入式系统的基本特征之一，主要表现为对重要性各不相同的任务进行统筹兼顾的合理调度能力。根据应用系统对时限要求的严格程度又分为软实时和硬实时。

RTLinux作为Linux最为通用的几种硬实时扩展之一，表现了良好的硬实时性。同时，为了更有效地为各种实时应用服务，提供了多种与Linux中非实时进行通信的接口，主要有共享内存、RT_FIFO和线程信号驱动机制，三者的应用重点各不相同。其中前两种较为常用[1]。由于不的实现机理，这两种接口的应用范畴各有侧重。经过实践，笔者认为将以上两种接口有机地结合，利用共享内存传送大容量、对读/写时序要求不高的数据信息；同时，利用RT_FIFO辅助实现对该共享内存的同步控制，能够综合两者的优势，是RTLinux下一种十分有效的实时应用通信模式。

1 RTLinux的结构和应用程序开发模式

作为Linux的硬实时扩展，RTLinux一个重要的计准则在于：尽可能多地利用Linux内核所能提供的功能[2]。

显示、记录、设备初始化、阻塞式动态资源分配和模块化内核管理等无实时要求或者与硬实时性要求相悖的服务均由Linux提供。RTLinux内核则主要为实时任务提供对硬件的直接访问，使得它们具有最小的延迟和最优先的处理器利用权。

基于以上准则，RTLinux中的实时应用程序开发通常具有一个通用的模式，如图1所示。按照运行环境和对实时要求的严格程度分为实时和非实时两个模块。非实时模块的功能包括结果数据显示。用户交互、数据存储等；实时模块主要负责响应数据采集外设的中断，结果数据的采集。两者通过RT_FIFO或者共享内存进行通信，组成一个完整的实时数据采集程序。

2 RTLinux中的两种通信接口

RTLinux提供了RT_FIFO和共享内存两种标准通信接口，用于实时任务和非实时任务之间的交互。

2.1 RT_FIFO

RT_FIFO（First-In-First-Out，先进先出）是一种提案队列机制组织的字符设备。在Linux文件系统中，主设备号为150。一个系统

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