2、标准Linux内核制约实时性的因素

　　● Linux中有大量不可抢占的区域

　　在Linux2.6中，内核己经可以抢占，因而实时性得到了加强"但是内核中仍有大量的不可抢占区域，如由自旋锁(SPinlock)保护的临界区。

　　● 时钟粒度粗糙

　　Linux2.6内核虽然把时钟频率提高到1000 赫兹，定时精度达到了1ms，但远不能满足实时系统要求的微秒级定时精度，如数控系统要求50us 的定时精度。

　　● 关闭中断

　　系统调用和中断服务程序中，为了保护临界区资源，Linux会长时间关闭中断"有些系统调用和中断服务程序的时间还很长，这样会加大中断延迟时间。

　　● 缺乏有效的实时任务调度机制和调度算法

　　Linux系统是按照分时系统的目标设计的，以达到系统较好的平均性能，强调平衡各进程之间的响应时间来保证公平的CPU时间占用。通常采用固定时间片的分时调度算法，内核不能抢占，而实时系统的行为更多的取决于复杂的不可预知的情况。这些原则不能满足实时系统短的响应时间和确定的执行行为的要求。

　　● 优先级反转的问题

　　当一个低优先级的进程占用了某种资源，导致同样需要这个资源的高级进程无法运行，并且此时有一个优先级在他们之间的绪进程获得了CPU 的控制权，这样使得高级别的任务需要等待比他优先级别低的任务，这种现象叫做优先级反转。在Linux中，由于资源是不可抢占的，并且不支持优先级继承等策略，所以优先级反转现象可能会发生，这影响了系统的实时性能。

　　3、改进Linux实时性的方案

　　从前文可以看出，标准Linux内核有许多制约实时性的因素，要将Linux系统用于实时环境，必须对其进行改进。目前改进Linux实时性的方案有两种：直接修改内核法、双内核法。

　　直接修改内核法，通过对Linux 原理与源代码的分析，通过对内核的进程调度、中断服务程序等代码进行修改与优化，提高系统的实时性能，并且为了保证系统的通用性，需要按照POSIX

　　的相关标准来进行改动。利用这种方法可以获得较好的性能提升，并且因为与标准的Linux 内核使用相同的应用程序接口，所以有良好的兼容性。目前，采用修改内核方法改进Linux 实时性的产品很多，如 Kurt-Linux、TimesysLinux 和 Ingo's RT patch 等。

　　双内核法，通过在Linux 内核与硬件中断之间增加一个可抢先的实时内核，把标准的Linux 内核作为该实时内核的一个优先级低的进程来调度，它可以被实时进程抢断，正常的

　　Linux 进程仍可以在 Linux 内核上运行，这样既可以使用标准分时操作系统即Linux 的各种服务，又能提供低延时的实时环境。RT-Linux 是采用双内核法改造Linux 实时性的典型代表。