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调研4 #7

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调研:测试典型的嵌入式操作系统的性能指标

总述

嵌入式实时操作系统性能指标主要包括:任务管理中断管理以及任务之间通信IPC机制

任务管理性能指标

任务管理性能指标主要包括线程创建延迟TCL,线程切换延迟TSL和线程删除时间TDL

线程的创建时间和删除时间作为基本性能指标,反映了系统对内部或者外部的请求的响应以及启动相应的处理任务的能力。在存入和恢复上下文过程中处理数据结构的效率以及CPU的结构和指令集决定着线程的切换时间。由于CPU的结构和指令集由硬件配置决定,因此影响线程切换时间的因素主要是竞争线程的数量以及内存保护模式。结束当前线程,切换到下一个线程并开始运行,这个阶段所需要的时间,称为线程切换延迟。计算线程切换延迟,需要考虑相互切换的两个线程是否在统一进程。对于位于不同进程间的情况,互相切换的线程会色剂内存地址保护,地址转换,增加系统开销。

中断管理性能指标

中断管理性能指标主要有一下几个方面:中断延迟IL(Interrpt Latency),中断分派延迟IDL(Interrut Disatch Latency),最大可相应中断频率MSIF(Maximum Sustainable Interrut Frequency)以及中断优先级和中断嵌套IPN(Interrut Priority & Nest).

中断延迟IL

中断延迟反映了系统响应外部事件的速度,是指系统剥夺当前线程,开始执行中断处理程序所花费的时间。设置不同的参数进行测试,可显示内存管理所需要的资源以及中断处理的执行环境,如是在当前线程,进程的上下文中执行,或在其他的环境中执行。

中断分派延迟IDL

中断分派延迟分为两种情况:一种是从中断上下文到被中断线程的上下文之间的转换时间,属于是没有进行重新调度的中断分派延迟或者到就绪队列下一个线程的转换时间。另一种是转换到就绪队列中下一个线程的时间,由于推出中断处理程序时,就绪队列中存在多个等待调度的任务,要经过重调度,选择下一个任务。

最大可响应中断频率MSIF

最大可响应中断频率反映了系统响应外部时间的最大发生频率以及系统响应能力的稳定性,是指不丢失中断要求下,能够响应的最大中断频率。

中断优先级和中断嵌套IPN

中断优先级和中断嵌套用来检验中断处理是否对优先级进行了区分,是否支持中断嵌套,同时可以确定系统响应两个同时发生的中断所需要的时间。

IPC机制性能指标

任务间通信IPC机制性能指标主要包括以下几个方面:创建、删除、获取、释放、使用一个同步/互斥对象的时间以及消息传递的时间开销等。 任务间通信IPC机制是指对一个同步/互斥对象ESO进行的操作。在实时操作系统中,使用同步和互斥对象的实时性能指标表示对象的吞吐率。使用同步对象的时间课表示为占用同步对象的请求时间和释放长期处于等待状态线程的所需要的时间。对检测结果进行分析,验证得到请求、释放同步对象的时间与该同步对象上处于等待状态的线程数量之间的关系。