擁有微軟Windows CE的實時系統(tǒng)
介紹
Microsoft Windows CE
快速反應(yīng)的嵌入式應(yīng)用常常管理嚴(yán)格的時間反應(yīng)。例如,制造過程控制,高速的數(shù)據(jù)采集設(shè)備,電訊交換設(shè)備,醫(yī)用設(shè)備,空中“有線”控制,武器發(fā)射裝備,空間航行和導(dǎo)航,實驗室,實驗控制,汽車發(fā)動機控制,機器人系統(tǒng)。
為保證這種功能,就意味著不僅需要計算精確性,還有結(jié)果的時間性,此種應(yīng)用必須在指定的時間參數(shù)內(nèi)做出反應(yīng)。
實時系統(tǒng)的廣義定義是“對任何外部刺激,計算機做出及時反應(yīng)是至關(guān)重要的系統(tǒng)”,標(biāo)準(zhǔn)定義在Internet newsgroup corp realtime group中 。實時定義為:一個實時系統(tǒng)它的計算正確性,不僅依靠于計算邏輯上的正確,還包括及時的產(chǎn)生結(jié)果。如果沒有達到系統(tǒng)時間限制條件,系統(tǒng)也是失效的。
搞清楚實時系統(tǒng)和實時操作系統(tǒng)(RTOS)的區(qū)別至關(guān)重要,實時系統(tǒng)代表所有系統(tǒng)組成設(shè)備——硬件,操作系統(tǒng)和應(yīng)用——它需要達到系統(tǒng)的要求,實時操作系統(tǒng)(RTOS)只是整個實時系統(tǒng)的一個組成部分,它必須提供足夠的功能以確保整個實時系統(tǒng)達到要求。
同樣,搞清快速操作系統(tǒng)和實時操作系統(tǒng)之間區(qū)別,也很重要,對于一個RTOS雖然達到全面要求十分有用,但并不是它自己達到這種要求。Internet neusgronp cornp.realtime列舉了作為一個實時操作系統(tǒng),必須達到的要求:
- OS(操作系統(tǒng))必須是多線程和優(yōu)先級之分。
- OS必須支持線程優(yōu)先級。
- 一個優(yōu)先級繼承的系統(tǒng)必須存在。
- OS必須支持可預(yù)測的線程,同步發(fā)送機理。
另外,OS的行為必須是可預(yù)測的,這意味實時系統(tǒng)的開發(fā)者必須對系統(tǒng)中斷級,系統(tǒng)調(diào)用和分時了如指掌:
- 必須知道OS和設(shè)備驅(qū)動器的中數(shù)據(jù)匹配最大時間。
- 設(shè)備驅(qū)動器用來處理一個中斷最大時間和關(guān)于這些驅(qū)動器的中斷申請信息必須清楚。
- 中斷響應(yīng)(從中斷到運行時間),必須可預(yù)測并滿足功能要求。
每次系統(tǒng)調(diào)用時間必須可以預(yù)測,并且獨立于系統(tǒng)的對象數(shù)目。本篇論文論述了微軟Windows CE 操作系統(tǒng)是如何達到一個實時系統(tǒng)的要求,更有意義的是,Windows CE 保證一個時間的上限,它在收到中斷后開始一個實時的優(yōu)先級線程。本論文論述了對特定參考平臺的中數(shù)據(jù)響應(yīng)時間,參考為有 Hinathi SH3 的微處理器的 “Odo” 平臺。
Microsoft Windows CE
概論
微軟Windows CE 被設(shè)計成針對小型設(shè)備(它是典型的擁有有限內(nèi)存的無磁盤系統(tǒng))的通用操作系統(tǒng)。Windows CE 可以通過設(shè)計一層位于內(nèi)核和硬件之間代碼來用設(shè)定硬件平臺,這即是眾所周知的硬盤壓縮層(HAL),(在以前解釋時,這被稱為 OEMC (原始設(shè)備制造)適應(yīng)層,即 OAL; 內(nèi)核壓縮層,即 KAL。 以免與微軟的 Windows NT 操作系統(tǒng) HAL 混淆)
不象其它的微軟 Windows 操作系統(tǒng),Windows CE 并不是代表一個標(biāo)準(zhǔn)的相同的對所有平臺適用的軟件。為了足夠靈活以達到適應(yīng)廣泛產(chǎn)品需求, Windows CE 采用標(biāo)準(zhǔn)模式,這就意味著,它能夠由一系列軟件模式做出選擇,從而使產(chǎn)品定制。另外,一些可利用模式也可作為其組成部分,這意味著這些模式能夠通過從一套可利用的組份做出選擇,從而成為標(biāo)準(zhǔn)模式,通過選擇,能夠達到系統(tǒng)要求的最小模式, OEM 能夠減少存儲腳本和操作系統(tǒng)的運行。
Windows CE 關(guān)于 VC 5.0 開發(fā)系統(tǒng)嵌入式工具包,提供系統(tǒng)庫、工具、文本和樣本代碼,以使 OEMS 能夠?qū)μ囟ǖ挠布脚_使 Windows CE 標(biāo)準(zhǔn)定制。嵌入式工具包也包括設(shè)備驅(qū)動包(DDK)和軟件開發(fā)包(SDK) ,DDK 提供了關(guān)于寫驅(qū)動器的附加文本,SDK 提供庫、頭文件、樣本代碼、文本以允許,開發(fā)者對基于 Windows CE 的平臺進行寫操作。 Windows CE 提供了相同的程序界面,以用來為其它的視窗操作系統(tǒng)開發(fā)功能,例如,Windows CE 版本 1.01支持大約1000個微軟的Win 32 API 函數(shù)的其中500個。這就意味著大量不同類的工具,第三方書籍,關(guān)于 Win 32 開發(fā)者訓(xùn)練教程,可以替代或為 Windows CE 系統(tǒng)的開發(fā)者所用。
實時系統(tǒng)的開發(fā)者能夠使用,關(guān)于VDFF 5.0 的嵌入式工具包,以把操作系統(tǒng)轉(zhuǎn)移到特定的平臺,并為這個平臺開發(fā)附加設(shè)備驅(qū)動器和實時功能。
線程和線程優(yōu)先權(quán)級
Windows CE 是有優(yōu)先級的多任務(wù)操作系統(tǒng),它允許多重功能、進程,在相同時間系統(tǒng)中運行 Windows CE 支持最大的 32 位同步進程。一個進程包括一個或多個線程,每個線程代表進程的一個獨立部分,一個線程被指定為進程的基本線程,進程也能創(chuàng)造一個未定數(shù)目的額外線程,額外線程實際數(shù)目,僅由可利用的系統(tǒng)資源限定。
Windows CE 利用基于優(yōu)先級的時間片演算法以安排線程的執(zhí)行,Windows CE 支持八個不同的優(yōu)先級,由0到7,0代表最高級,它在頭文件 Winbasw.h中定義。
優(yōu)先級 | 描述 |
0 (最高級) | 關(guān)鍵的線程優(yōu)先級 (最高優(yōu)先等級) |
1 | 最高線程優(yōu)先級 |
2 | 高于通常的線程優(yōu)先級 |
3 | 通常線程優(yōu)先級 |
4 | 低于常規(guī)線程優(yōu)先級 |
5 | 最低線程優(yōu)先級 |
6 | 高于IDLE的線程優(yōu)先級 |
7 (最低) | IDLE線程優(yōu)先級 (最低優(yōu)先級) |
級別0和1通常做為實時過程和設(shè)備驅(qū)動器,級別2-4做為線程和通常功能,級別5-7做為是低于其它功能級別,注意級別6是目前狀態(tài)并有穩(wěn)定聯(lián)接。
優(yōu)先權(quán)唯一的取決于線程優(yōu)先級,擁有高級優(yōu)先權(quán)的線程安排優(yōu)先運行,同一優(yōu)先級的線程,以循環(huán)優(yōu)先先級方式運行,即每個線程接受定制的時間或時間片,定量時間默認(rèn)值為25毫秒 (Windows CE 2.0 支持在 MIPS 平臺更改定量時間)。較低優(yōu)先權(quán)的線程,要直到較高級線程完成之后再運行,也即直到他們或者放棄或停止。一個重要的例外是最高優(yōu)先級的線程(級別0,關(guān)鍵時間優(yōu)先級)不與其它的線程共享時間片,這些線程連續(xù)執(zhí)行直到他們完成。不象其它的微軟窗操作系統(tǒng),Windows CE 是固定不能改變,它不匹配基于這引進優(yōu)先級的中斷,他們能夠暫時改動,但僅能通過 Windows CE 內(nèi)核以避免所謂的的“優(yōu)先權(quán)倒置”。
優(yōu)先權(quán)倒置指的是當(dāng)它們同時競爭同一資源時,低優(yōu)先級的線程,阻礙了高優(yōu)先權(quán)線程對資源的利用。為了改正這種局面并解放較高優(yōu)先權(quán)的線程,Windows CE 允許低級優(yōu)先權(quán)繼承,嚴(yán)格的線程優(yōu)先權(quán),并且運行較高優(yōu)先級直到它釋放所用資源。
例如,如果一個線程在最高優(yōu)先權(quán)運行試圖蕕取由低級優(yōu)先權(quán)占有的互斥體,低級優(yōu)先權(quán)的線程變成高級優(yōu)先權(quán),并且運行直到它釋放互斥體。優(yōu)先權(quán)倒置適用于系統(tǒng)的所有線程。例如,甚至在優(yōu)先級別1運行的內(nèi)核線程能轉(zhuǎn)成級別0,如果優(yōu)先級0線程運行內(nèi)存分頁代碼,將引起塊失誤。
基于優(yōu)先級的多任務(wù)設(shè)計,保證運行在最低級的線程在一個預(yù)所知時間段執(zhí)行。本論文在后面討論設(shè)定響應(yīng),對于指定的平臺和公式,并由其它的平臺獲取數(shù)字。在 DAK 和 SDK 的工具,顯示了線程狀態(tài)和優(yōu)先級別,并描繪指定實時系統(tǒng)操作輪廓。
線程同步
實時系統(tǒng)必須保證進程和線程同步,例如,如果實時應(yīng)用的一部分在另一部分獲得最多當(dāng)前數(shù)據(jù)前即完成,此應(yīng)用的管理進程可能不穩(wěn)定,同步將確保在應(yīng)用線程間交換正確。
如同其它的 Windows 操作系統(tǒng)一樣,Windows CE 為線程同步提供了一個豐富的“等待對象”,這包括關(guān)鍵部門、事件、互斥體,些等待對象,允許一個線程減緩它的運行并且等待直到指定事件發(fā)生。
Windows CE 將互斥體、關(guān)鍵部分、事件請求按“先入先出,優(yōu)先級(FIFO)”順序排列:不同的先入先出順序序列定義成八個不同的優(yōu)先級,在給定的優(yōu)稱級的線程請求,將被放在優(yōu)先級列表末尾,當(dāng)優(yōu)先級倒置出現(xiàn)時,調(diào)度程序調(diào)整這些序列。
除了等待對象,Windows CE 支持標(biāo)準(zhǔn)的 Win 32 時間 API 函數(shù),這些來自內(nèi)核的應(yīng)用,軟件中斷將獲得時間間隔,它被用來管理實時應(yīng)用。通過調(diào)用 GetTickCont 函數(shù),它能夠返回幾毫秒,線程能夠使用系統(tǒng)間隔時間。關(guān)于更詳細(xì)的分時信息,Windows CE 內(nèi)核也支持Win 32 API 函數(shù)QueryPerformanreCounter 和 QueryPerFormanteFrequency 。OEM 必須為這些調(diào)用提供硬件和軟件支持,它提供一個較高的時間分辨力和 OAL 界面其它方面。
其它方面考慮
Windows CE 提供了一個重要的存儲系統(tǒng),例如,當(dāng)目前某些運行 Windows CE 的平臺提供 4MB 的物理內(nèi)存,Windows CE 支持一個重要的 2GB 的地址空間,每個進程聯(lián)接在它自己的32MB 物理空間上,當(dāng)它需要產(chǎn)生內(nèi)存分頁中斷(這可能影響線程執(zhí)行時間),物理內(nèi)存進行線程代碼或數(shù)據(jù)內(nèi)存分頁。
內(nèi)存分頁輸入輸出,將比實時進程優(yōu)先級低。在實時進程中內(nèi)存分頁仍可自由出現(xiàn),但這要確保后臺的實際內(nèi)存管理贏得實時系統(tǒng)優(yōu)先權(quán)。
實時線程應(yīng)該鎖存在內(nèi)存中,以防止這些無關(guān)緊要的內(nèi)存分頁阻礙其運行,它們可能會占用實際內(nèi)存管理系統(tǒng)。
Windows CE 允許映射,這將陰止多個進程共享同一物理內(nèi)存,結(jié)果將會導(dǎo)致協(xié)同進程間或驅(qū)動器與映射快速的數(shù)據(jù)傳送,內(nèi)存映射能夠戲劇性的增強實時操作。
中斷處理: IRQS ISRS 和 ISTS
實時應(yīng)用被設(shè)立在指定的時間間隔內(nèi),對外部事件做出反應(yīng),實時應(yīng)用使用中斷做為一種確保外部事件由操作系統(tǒng)獲知的方式。在 Windows 中,內(nèi)核和 OEM 適應(yīng)層 (OAL)被設(shè)定成使系統(tǒng)其它部分的中斷和調(diào)度最優(yōu)化。Windows CE 平衡操作,并通過把中斷過程分成兩部分而使執(zhí)行更加容易:它分為中斷服務(wù)程序(ISR)和中斷服務(wù)線程(IST)兩部分。
每條硬件中斷申請線(IRQ),與一個ISR相連。當(dāng)中斷成立和中斷出現(xiàn)時,內(nèi)核為此調(diào)用寄存的 ISR, ISR 為中斷處理的內(nèi)核模式部分盡可能短的保存。它首先將內(nèi)核放在適合的 IST 上。
ISR 執(zhí)行它的最小處理并返回一個 ID 號到內(nèi)核,內(nèi)核檢查返回的中斷 ID 號,并設(shè)置相關(guān)事件,中斷服務(wù)線程等待事件。當(dāng)內(nèi)核設(shè)置事件時,IST 停止等待并開始執(zhí)行,附加的中斷進程,中斷處理大部分實際上出現(xiàn)在 IST 中,兩個最高的線程優(yōu)先權(quán) (級別0和1),通常指定為 ISTS,保證這些線程運行得足夠快。
正如前面所說,處在最高級的 ISTS 不能被其它的線程占用,這些線程持續(xù)執(zhí)行直到它們截止或放棄。
Windows CE 不能支持群體中斷,這就意味著當(dāng)以前一個中斷處理中,另一個不同接受服務(wù),也就是當(dāng)內(nèi)核位于 ISR 時如果中斷出現(xiàn),在為新的 IRQ 開始 ISR 前它將一直執(zhí)行直到ISR 結(jié)束,這將引起硬件中斷和 ISR 開始之間的延遲,拖延和響應(yīng)時間中斷響應(yīng)。
中斷響應(yīng)
本論文中,Intervupt Latency 詞組主要指的是較件中斷,處理響應(yīng),也即是從處部中斷到達處理器到中斷開始處理間的時間。
Windows CE 中斷響應(yīng)時間是針對鎖存在內(nèi)存上的線程 (當(dāng)內(nèi)存響應(yīng)不存在時)。這使得計算最差事件響應(yīng)成為可能——中斷服務(wù)程序(ISR) 開始和中斷服務(wù)線程(IST)開始D的總時間,直到中斷處理的總時間能夠通ISR 和 IST 中所需時間計算決定。
ISR 響應(yīng)通用公式定義如下:
ISR開始時間 = value1 dISR_Current sum(dISR_Higher)
value1=由內(nèi)核處理過程獲得響應(yīng)值
dISR_Current=中斷到達時程序中 ISR 持續(xù)時間。這個值范圍由0到系統(tǒng)中最長的 ISR 持續(xù)時間
sum(dISR_Higher)=所有在 ISR 開始前的較高級ISRS 持續(xù)時間總和,即在時間 vahe1 dISR-cumeneu間到達的中斷
例如,考慮一個擁有關(guān)鍵優(yōu)先權(quán) ISR 的嵌入式系統(tǒng),因為 ISR 被設(shè)成最高級,這有樣 ISRS dISR-Higher 值為0。當(dāng)沒有其它 ISRS 最低響應(yīng),在程序中,即為value1 最低響應(yīng)即為value1加系統(tǒng)中最長 ISR 周期,當(dāng)中斷到達時,正是系統(tǒng)中最長的 ISR 開始執(zhí)行。
IST 響應(yīng)周期定義如下:
IST開始時間 = value2 sum(dIST) sum(dISR)
value2=由內(nèi)核處理的響應(yīng)值
sum(dIST)=所有的出現(xiàn)在 ISR 和 IST ,開始的優(yōu)先級 ISTS 和線程上下文轉(zhuǎn)換時間總和。
sum(dISR)=在中斷(?) ISR 和它的 IST 之間運行的其它 ISRS 持續(xù)時間總和。
最簡單的例子——具有一個關(guān)鍵級 ISR 和一個關(guān)鍵級線程(無其它0優(yōu)先級的線程)的嵌入式系統(tǒng)——沒有其它的 ISTS 能夠在ISR 和 IST 之間中斷,然而在關(guān)鍵級的 ISR 和它相關(guān)的 IST 開始間其它的 ISRS 能被處理。
因為 ISRS 一旦能夠獲得,即可被處理,很容易想象成病態(tài)情況,涉及產(chǎn)生一個持續(xù)的 ISRS 流,從而產(chǎn)生不確定的推遲。 IST 的開始不可能出現(xiàn),因為 OEM對系統(tǒng)中的中斷完成控制。因為 OEM (原始設(shè)備制造商)為特定操作系統(tǒng)設(shè)計傳統(tǒng) Windows CE 版本。 OCM 利用目標(biāo)操作環(huán)境限制使系統(tǒng)設(shè)計最佳化。
為減少響應(yīng)時間,OEM 控制 ISR 和IST 處理時間中斷優(yōu)先級線程優(yōu)先級。公式中的 value1 和 walue2 代表,Windows CE 內(nèi)核中處理時間,這是 OEM 不能控制的目前的在分時,研究工作涉及這些確認(rèn)值。
確保Windows CE的實時操作
兩種不同途徑被用來確保Windows CE操作:
- 由Windows CE開發(fā)組進行內(nèi)部的檢查或分析內(nèi)核代碼,
- OEM和ISV(獨立軟件銷售商)利用一些將在未來的Windows CE版本嵌入式工具包(for VCFT)提供工具來確保特定配置。
Windows CE關(guān)于VC 的嵌入工具包包括以下工具:
- (一個對于分時研究的內(nèi)核的工具版本和Intrtinrt.ext應(yīng)用軟件來觀察,中斷過程的最大、最小、平均時間。
- 微軟也能開發(fā)其它的針對顧客需要的分時工具。
Windows CE開發(fā)組,已經(jīng)檢查了內(nèi)核代碼以證實它能由最差的情況時間表征,它是獨立于系統(tǒng)對象數(shù)目的。
為了利用這個檢查,內(nèi)核被表征成一套KCALLS或系統(tǒng)調(diào)用,在內(nèi)核關(guān)閉優(yōu)先權(quán)是它們是內(nèi)核程序,并且不允許其它的線程運行,最差事件時間,此時,實時進程、標(biāo)止運行,它能在內(nèi)核中表征成最差事件KCALL時間(注意:這些時間不影響ISRS,只影響線程,例如ISTS)。
開發(fā)組通過檢查發(fā)現(xiàn)這沒有非持久的循環(huán)在KCALLS,這意味著:并所有的KCALLS能夠表示成單向分支,代碼路徑,并確保通過KCALL并獨立于輸入?yún)?shù)發(fā)現(xiàn)最差事件時間成為可能。
查找實際的最差事件時間包括使用In strum ented kemal,這僅是一個內(nèi)核版本,它在設(shè)定應(yīng)用環(huán)境后編輯使用,KCALL_PROFICE=1,以保證額外的分時功能,這個instrumented kemel 與debug kemel不同,Instrument ted是為一個零售的內(nèi)核使用,它用來獲得分時值,這常對于裝運產(chǎn)品常常諱之莫深,在retail kernal和instrumented kernel唯一區(qū)別是它的裝備。
Instrumentted kernel記錄所有的KCALL時間,這些值,包括最小、最大和平均時間,并能夠通過調(diào)用專用的API函數(shù)Dum Pk call profile打印到調(diào)試接口,Instrumented kernel通常運行在強狀態(tài)下,然后調(diào)用Dumpkcall prefile來獲得時間。
中斷測試應(yīng)用軟件Intrtime.exe,在Windows CE標(biāo)準(zhǔn)版本收集中斷分時延遲信息,應(yīng)用軟件在測試中控制系統(tǒng)時間。因此,當(dāng)系統(tǒng)需要時間控制器時,是不合適使用的。例如,此應(yīng)用程序不能與內(nèi)核instrumented版本一起使用,因為它也需要時間控制。
在Windows CE 2版(Beta版)測試響應(yīng),
Intertime應(yīng)用軟件在odoSH3參考平臺上運行1000次中斷測試,內(nèi)部運行58.98Mhz,外部為14.745Mhz外部頻率,這個測試在一個標(biāo)準(zhǔn)的H/PC配置,它包括Windows CE所有模式和組合。僅有主操作系統(tǒng)進程進行(NK.exe, Filesys.exe, Gwes.exe, Device. EXE, Shell.EXE和Explover.EXE),在測試中無用戶初始中斷(觸摸屏、鍵盤或其它應(yīng)用),應(yīng)用軟件可報告下面的ISR和IST開始、最小和最大時間:
響應(yīng) 最大、最小值(1000次測試)
ISR開始 1.3-7.5微秒
IST開始 93-275微秒
大多數(shù)測試結(jié)果,分布在最小值數(shù)值附近,當(dāng)測試ISR開始時間時,最小值1.3和1.6微秒,出現(xiàn)了293和549次,共占測試的84%,類似的超過90%的(1000次中923)start-of-IST測試出最大響應(yīng)為102微秒或少一些。
Intertime應(yīng)用軟件也使用一個用戶指定數(shù)目的系統(tǒng)對象來測試ISR和IST開始時間。雖然工作十分初級,但它驗證了ISR開始時間與系統(tǒng)對象數(shù)目無關(guān),測試設(shè)為1000次(除了特別更改)并且線程優(yōu)先權(quán)為5或7。
ISR開始最大值 | 后臺線程、數(shù)目(每個線程一個事件) | 優(yōu)先級 |
8.4 | 0 | 7 |
8.6 | 5(注:僅100次) | 7 |
9.0 | 10(注:僅100次) | 5 |
14.8 | 10 | 5 |
19.2 | 10 | 5 |
17.0 | 10 | 7 |
12.8 | 20 | 5 |
11.0 | 20(注:僅100次) | 7 |
10.0 | 50 | 7 |
15.0 | 100 | 5 |
15.6 | 100 | 7 |
這數(shù)值不是系統(tǒng)對象數(shù)目的函數(shù),不同的值可能由于中斷出現(xiàn)時內(nèi)核狀態(tài),開發(fā)組目前正在研究以鑒定ISR開始最差時間值。
由這些結(jié)果向回推,假定ISR開始最小值代表最好情況。此時,dISR_Current和Sum(dISR_Htgbor)為0,最小的value 1=ISR開始值=1.3微秒,類似的設(shè)定最好情況時,Sum(dIST)和Sum(dISR)為0,Value最小值=.IST開始值=93微秒,單從測驗結(jié)果看,它是不能確定,valume 1或value 2最大值。
附加的分時信息能夠由instrumented kernel 收集,對于一個最差情況在IST開始前花費時間valume2,能由下列公式計算:
Value2=dkCall dNextThread
dKcall=.內(nèi)核調(diào)用時間;當(dāng)消除優(yōu)先級時,花費在內(nèi)核的一部分時間量。
DNextThread=Next.Thread內(nèi)核調(diào)用時期?;ㄙM在IST中時間量。
實際上,在0級別線程調(diào)度要比Next Thread調(diào)用快,但此公式能估計出上限。
下面表格顯示了用instrumented Kernel進行初步測試時最差事件結(jié)果,這些測試條件與Intrtime測試相同。
內(nèi)核調(diào)用模型 | 最大值(ad-hoc.testing) |
最大時間值(所用內(nèi)核調(diào)用) | 266微秒(Learecrite) |
Next Thread | 237微秒 |
總值 | 503微秒 |
Instrumented kernel顯示這些條件下value 2上限為500微秒。這個值為兩個最差事件總時間,遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了由Intritime應(yīng)用程序得到的結(jié)果,也大于實際最差事件時間。例如:通過Nextthread調(diào)度一個優(yōu)先級為0的線程,不會導(dǎo)致最差事件,這意味著500微秒是一個高于實際的最差事件值的保守值。
Intertime Utility對于從總體上觀察最差事件值十分有用,Instrumentted Kemel對于獲得可能最差事件的值,通過內(nèi)核描繪出所有響應(yīng)原因——一個IST在這些事件運行,但在內(nèi)核非優(yōu)先部分運行執(zhí)行時,將受阻礙,系統(tǒng)的最差事件響應(yīng)可由每一部分的最差事件總和計算。
注意本論文中所有測試結(jié)果均基于內(nèi)部Windows CE的beta版,目前存在的操作系統(tǒng)和應(yīng)用將繼續(xù)得到修正,并且進行附加測試以獲得在不同操作條件下系統(tǒng)操作,這些數(shù)值將繼續(xù)被更新并出版,以反思目前的操作系統(tǒng)版本。
總結(jié)
微軟Windows CE內(nèi)核設(shè)計以達到RTOS最小要求,以使Windows CE用在許多不同類型的嵌入式和實時系統(tǒng)作為操作系統(tǒng);
- Windows CE的多線程和優(yōu)先級,Windows CE支持個人線程優(yōu)先級;
- Windows CE支持優(yōu)先權(quán)繼承程序,以便調(diào)整優(yōu)銜級別以修改優(yōu)先權(quán)顛倒;
- Windows CE支持一個可預(yù)測的線程同步機理,包括等待對象,如互斥體關(guān)鍵部分,命名或未命名的事件對象,它基于線程優(yōu)先權(quán)排序。
Windows CE也支持與系統(tǒng)控制器的聯(lián)連: - OEM能夠控制類由系統(tǒng)支持的中斷處理,即通過執(zhí)行ISRS和ISTS,它可彌補中斷處理軟件;
- OEM完成在所有映射到中斷ID號的IRQS,并且它與中斷處理軟件相聯(lián)系(ISR和IST),描繪工具和應(yīng)用軟件可以利用記錄處理中斷最大時間。
- 中斷響應(yīng)是可預(yù)測和有限制的,當(dāng)優(yōu)先權(quán)取消時,上限即為花費在內(nèi)核中時間總量,匹配轉(zhuǎn)化時間,和由OEM執(zhí)行的ISRS和ISTS申請?zhí)幚頃r間。
- 每個系統(tǒng)調(diào)用的時間是可預(yù)測的,并與系統(tǒng)對象數(shù)目無關(guān),
利用 instrumentted kernel系統(tǒng)調(diào)用時間能夠保證Windows CE內(nèi)核設(shè)計保證中斷和它們相關(guān)線
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