在工業應用場景中，實時性是保障系統穩定運行與生產安全的核心要素。例如自動化生產線需通過實時響應傳感器數據來精準控制機械臂動作；電力繼電保護系統依賴實時數據處理快速切斷故障電路，避免大面積停電。

 

這種即時處理任務、嚴格遵守時序約束的能力，直接影響工業生產的效率與質量，Linux-RT通過高實時性為工業自動化升級提供了可靠的底層支撐。

 

 RK3576 Linux-RT實時性測試數據

 

使用Cyclictest延遲檢測工具測試Linux系統實時性，分別在CPU空載、滿負荷（運行stress壓力測試工具）、滿負荷-隔離CPU3核心（運行stress壓力測試工具）三種情況下運行指令測試12小時。測試數據如下所示：

 

 

根據3種狀態的測試結果可知，當程序指定至隔離的CPU3核心上運行時，Linux系統延遲最低，可有效提高系統實時性。故推薦對實時性要求較高的程序（功能）指定至隔離的CPU核心運行。

 

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 Linux-RT系統的優勢

 

Linux-RT內核基于普通Linux內核增加PREEMPT_RT補丁，增加了系統響應的確定性和實時性。這種升級無需大規模重寫內核，既保障了嚴苛的實時性能，又完整繼承了Linux生態的開發資源，如工具鏈、文件系統到安裝方法均可兼容。

 

Linux-RT使得開發者能夠依托成熟的Linux開發環境，快速完成產品開發與部署，大幅縮短產品上市周期，為企業搶占市場先機提供強大助力。

 

 

 

 Linux-RT高實時性應用領域

 

Linux-RT憑借高實時性的優勢，在高端工業PLC、運動控制器、工業計算機、工業網關、電力檢測裝置、電力DTU等應用領域廣泛使用。

 

 

 

 Cyclictest系統實時性測試

 

開發環境

 

本文主要介紹基于RK3576J測試Linux系統實時性的方法，適用以下開發環境：

 

Windows開發環境：Windows 7 64bit、Windows 10 64bit

Linux開發環境：VMware16.2.5、Ubuntu22.04.5 64bit

U-Boot：U-Boot-2017.09

Kernel：Linux-6.1.115、Linux-RT-6.1.115

LinuxSDK：LinuxSDK-[版本號]（基于rk3576_linux6.1_release_v1.1.0）

硬件平臺：創龍科技RK3576J工業評估板（TL3576-EVM）

 

隔離CPU核心狀態

 

本次測試以隔離CPU3核心為例，通過降低系統上所運行的其他進程對隔離CPU3產生的延遲影響，確保CPU3進程的正常運行，進而評估Linux-RT內核的系統實時性。

 

評估板上電啟動后，在U-Boot倒計時結束之前長按"Ctrl + C"鍵進入U-Boot命令行模式，修改環境變量，隔離CPU3核心。

 

 

 

運行stress壓力測試工具，使得CPU處于滿負荷狀態。再使用taskset工具將cyclictest測試程序運行在CPU3核心，測試CPU3核心滿負荷狀態下的系統實時性能。

 

測試指令運行12小時，測試完成后將生成統計結果iso_overload_output文件。

 

 

統計結果分析

 

對測試結果文件的數據進行分析，使用腳本生成直方圖，得到隔離CPU核心狀態下的統計結果如下所示。本次測試中，CPU4核心Max Latencies值最大，為124us，隔離CPU3核心的Max Latencies值最小，為9us。

 

 

 

根據CPU空載、CPU滿負荷、隔離CPU核心三種狀態的測試結果可知：當程序指定至隔離的CPU3核心上運行時，Linux系統延遲降低，可有效提高系統實時性。故推薦對實時性要求較高的程序（功能）指定至隔離的CPU核心運行。

 

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