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文档简介

RTLinux下的一种实时应用通信机制 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。 1RTLinux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。 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。 2RTLinux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。 2.1RT_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。一个系统平台中能够同加载FIFO的模块数RTF_NO定义在rt_fifo_new.c中，一般为64，在文件系统中分别对庆设备文件/dev/rtf0.63。在系统资源允许的情况下，一个用户进程所能同时使用的FIFO数和每个FIFO的容量是没限制的。 RT_FIFO具有如下特征： *队列中的数据传送采用数据流形式，必须自行定义数据边界监测机制，尤其对于不定长度数据的传输。 *具备完善的同步阻塞机制，利用同一FIFO进行通信的两进程间无需自行增加同步控制。 *一种点对点的通信通道，不支持单生产者、多消费者的使用模式。 作为一个完善的队列模块，RT_FIFO的使用简便易行，具体实现主要包括创建、读/写操作、释放三个步骤。在Linux文件系统中，RT_FIFO是一个字符设备文件，所以在非实时线程中访问RT_FIFO时，使用标准的字符设备读/写函数即可（read、write、open、close，etc）。以上函数的调用方式均为阻塞式调用：当FIFO中有数据可
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