刘 剑 仲 宇 王 琦

北京航天自动控制研究所，北京100854

Linux作为一个免费、源码开放、可裁剪且可移植的操作系统，在嵌入式领域应用广泛。2016年，Linux操作系统在嵌入式市场上占到了55%的份额，遥遥领先于其它嵌入式软件开发平台，基于Linux开发的嵌入式应用产品也非常丰富。但是，嵌入式领域的很多应用程序被要求在限定时间内能够及时响应，而Linux和Windows一样是一个通用的分时操作系统，尚不能满足高实时性任务场景的需要。目前，WindRiver公司生产的VxWorks、微软公司生产的WindowsCE等商业实时操作系统在嵌入式实时领域占据了统治地位[1-2]。

但是，这些商用实时操作系统价格昂贵、源码不开放，无法满足我国关键行业对实时操作系统的自主可控要求。另外，国内自主研发的实时操作系统主要有中航工业计算所的天脉操作系统、翼辉信息的SylixOS实时操作系统等，这些实时操作系统既不基于linux也不开源。因此，将Linux操作系统改造成实时操作系统已经成为一个重要的研究方向，国外很多科研机构都对Linux的实时性进行了深入研究，提出了一些有效的实时性改造方法。本文对主流的Linux实时改造方案进行分类总结，并比较了这些方案的优势和不足。

1 Linux内核的实时性现状[3]

Linux遵循通用操作系统的设计思想，追求高吞吐量和公平性，没有进行专门的实时性设计。虽然Linux定义了实时进程，但只能达到软实时操作系统的指标。因此，必须对Linux内核的某些体制进行改造，才能将Linux改造成一个硬实时操作系统。……