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实时系统RTX官方文档中文翻译
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更新于2023-03-16
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实时系统RTX官方文档中文翻译,描述了RTX基本特点,进程线程,中断,架构,内存管理,API,等等
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实时系统 RTX 官方文档中文翻译_2
本文档包括以下内容:
理解 RTX 特点
RTX 介绍
所定义的“实时”为硬实时()。
尽管 给 带来了无与伦比的实时性,但有两个方面需要全面认识清楚:
因为最坏响应时间这个指标非常有意义,开发者和用户必须仔细选择他们的系统。不同
的板卡经销商,尤其是视频卡经销商,在价格、各部分和确定性动作之间作了不同的权衡。
使用 性能分析工具,开发者和用户可以选择能够满足他们需求的系统。
开发者必须在应用中合理使用 。否则 可能会提升很少的功能,也可能影响其
他 程序的运行,甚至会导致系统回环不稳定。
RTX 架构
向 添加一个实时子系统,即 (见上图)。 从概念上类似于其他
子系统(如 、 !、 、 ),支持自己的运行环境和 "!。但
是 在一个方面有点重要区别:不是使用 调度器, 执行它自己的实时
线程调度。更进一步,在一个单处理器环境中,所有的 线程调度都发生在所有
调度之前,包括 管理的中断和延迟过程调用 #$%&
'&(。
实时进程间通讯
支持可以被其他 或 进程控制的 !& 对象;这使得实时程序与非实时程
序之间可以简单和标准的进行通讯和同步。最后, 为 程序提供了其他严格时序
的服务——如时钟、定时器和中断管理。
HAL 扩展
包括一个有实时功能的 )"* 扩展。此扩展保持了 和 之间的中断隔离。
不能接管由 负责的中断(在中断控制器层),而在 运行时
中断被接管。这个实时 )"* 扩展支持高分辨率的时钟和定时器,同时也支持
的非实时时钟和定时器。其他的一些特性包括: 和 之间的软件
中断机制、基本异常管理和大量确定性任务的增强。
单处理器和多处理器系统
多处理器系统上的 运行时,设计了一个独占处理器模型。在此模型中, 在一个
处理器上运行,而其余的处理器继续运行 。当 启动过程中,多处理器
)"* 获取最后一个逻辑处理器的控制,并为 所保留。 程序就可以被加载和运
行于此独占的处理器之上。
不管是单处理器还是多处理器系统,软件的编写都是一样的。
RTX API
"! 基于 。使得开发者可以借鉴 经验、基础代码和开发工具以加速硬实
时程序的开发。 和 程序都支持全部的 "!,但是有不同的响应时间和性
能特点。
1. Win32 and Real-Time API
支持 "! 的一个子集,加附加了一个特殊的实时函数集,即 "!(实时
"!)。"! 函数在函数名的最前面都有标识“+,一些 "! 函数只是在标识头方面
与 不同,而有一些则是 所特有的,如中断管理函数。"! 仔细挑选了对
实时应用有关的函数,而刻意忽略了一些对实时编程用处不大的函数(如 ,! 相关的函数
调用)。一个期望的目标是大多数程序包含至少两个同时工作的部分——一个是基于
的进程(利用 ,! 和其他的 - 函数),另一个是执行实时处理的基于
的进程。
2. RTX 可执行映像
提供了三种类型的可执行映像: 程序,** 和 **。 程序等同
于 程序。** 是用来链接以提供一个导出函数库供其他 程序使用的
程序。** 是纯 程序,并且必须在调用它的 程序之前被手工运
行。** 是被动的代码容器,在功能上与 ** 类似,但在 中运行。
3. 实时库
也支持众多的实时库,并提供了一个基于 ./&00的 & 运行时库。 程序可以
静态链接这些库,以提供不支持的 函数。
4. Unicode
支持 $ 程序。一个 程序可以使用 '(函数,并接受宽字节输入参数。
对 & 家族函数的支持作为 支持的 & 运行时库的一部分引入进来。
中断延迟的原因和管理
中断延迟是实时系统开发人员普遍关注的问题。本小节检查其成因和 管理它们的技术。
软件原因
包括:
1!&'可编程中断控制器 231%21$(或 "!&(4$12
31%21$ 高级可编程中断控制器)级掌管(5)中断。 内核
和驱动通过 )"*1!6*12%1调用来改变中断掌管。驱动从程序上掌管中断需要几
个 %。
1处理器级掌管中断。 内核、)"* 和一些系统中断可能会掌管中断最多达到
77。
1中断——处理 4。
硬件原因
包括:
1外围设备的总线“8$5+。例如,一个视频卡可能会拖延 & 读取卡上面 !9 空间寄存
器的尝试。
1&! 控制器的 :%1."。
1 和应用程序引起的脏缓存($$1-)。
1大多数系统,尤其是移动系统,外围设备可以在一个设定的时间之后进入低功耗状态,但
是“唤醒”延迟对一个实时系统来说是无法忍受的。
1使用 .!(-1.1!%2 系统管理中断)的电源管理特性导致最高为数
百 的延迟。
1对于使用 !1%1. 处理器的系统,! 的 22 技术可以根据负载的大小改
变处理器速度。
对中断延迟的管理
有以下几种方式:
1 通过隔离中断(通过 1)"* 扩展)屏蔽了 !& 或者 "!& 级中断。
1 和其驱动不能禁用 中断。
1当 运行时,所有 中断被接管。
对 (非 /)的电源管理
如果有 程序运行在一个 1!& 系统上,包括 &9! 协议栈, 电源管理会
阻止系统电源状态从工作状态(7)到睡眠状态(;)的切换。一个消息会显示出来
通知用户。在一个 1!& 系统上如果没有 程序运行,那么这种切换将不会受到阻
止。
在一个多处理器系统或者 1"!& 系统中,如果 被加载,则从工作状态(7)到
睡眠状态(;)的切换都将被阻止。
1
1
实时系统 RTX 文档中文翻译_3
7773-<-
进程和线程管理
进程和线程
和 进程和线程只能在他们自己的环境中获取进程和线程。
使用进程
以下内容讨论进程在 和 环境中是如果运行的。
RTSS 环境中的进程
一个运行在 环境中的进程包括一些对象的句柄、进程地址空间、至少一个线程和一
个可执行文件。当一个进程被创建时, 执行以下任务:
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