关于嵌入式实时操作系统的实时性

嵌入式实时操作系统RTOS里实时的衡量指标到底是什么呢？1s肯定达不到实时，那需要多快呢？100ms，10ms，1ms，还是100us，10us？

还有这些指标是如何测量的呢？

一个关于1553B总线消息周期实时性指标的例子

一篇论文中关于1553B总线消息周期实时性的指标，从这个例子中可以看出，对于windows这种非实时操作系统而言，10ms的精度也很难保证。因此，实时性指标要求任务需要至少满足10ms的指标，甚至更高。

韩春慧,王煜,黄书华,许权,张珅,鲁月林. 基于BM3803的1553B总线通信软件设计 [J]. 中国空间科学技术, 2019,39(234), 05 65-72.

论文中需要完成的1553总线测试终端的消息的周期数值偏差较为严格，

对于任务1广播时间码，周期为1s，周期偏差不能超过100us，

对于任务7系统同步，周期为2s，周期偏差不能超过10 000us=10ms，如下图所示。

如果使用传统的windows+1553B-PCI板卡方案的话，不能保证以上的精度；所以，论文使用了嵌入式实时操作系统的方案，BM3803+uCOS+61580，该系统可以满足上图的精度。

下表为实际测试结果，对于任务1，采用嵌入式实时操作系统方案，周期精确度偏差平均为8us，而采用windows方案则高达13ms，超过了100us=0.1ms的精度要求。

其它任务的周期精度要求均为10ms以内，对于嵌入式实时操作系统方案，周期精度平均1.5ms，而windows则为15ms，超过了精度要求。

论文

链接：https://pan.baidu.com/s/15P6VCZqdieAlSH9Mq8anmg
提取码：o1vq

expresslogic有一个文档Measuring RTOS Real-Time Performance，其中描述了实时性的各种指标，最后，介绍了其RTOS实时性测量软件。

https://rtos.com/wp-content/uploads/2017/10/EL_Measuring_RTOS_Real-Time_Performance.pdf

主要分为两部分，

一是中断处理实时性，主要包括以下步骤：

（1）中断当前正在执行的任务，

（2）保存当前任务上下文，

（3）开始执行中断服务程序ISR，

（4）ISR中进行一些处理，以确定需要采取的动作，

（5）保存一些中断相关的关键数据，

（6）设置一些必须的输出，

（7）确定该执行哪个任务（一般中断到来之后，需要的处理会比较多，一般中断中会处理必须的事情，剩下的处理由某个任务来处理）

（8）清除中断状态寄存器，

（9）将控制转移到要执行的任务。

二是系统服务实时性，包括

（1）在某个事件发生时调度一个任务执行，

（2）任务之间传递消息（消息队列），

（3）申明公共资源三方面（信号量等）。

TNKernel-RX/Thread-Metric/，某个操作系统使用了Thread Metric

源代码：https://github.com/msalau/TNKernel-RX/tree/master/Thread-Metric

pdf链接：https://pan.baidu.com/s/1pJH2azMJb8QNmYZwXUQpFA
提取码：t421