Avaliação de Desempenho de Abordagens do Linux Embarcado para Aplicações de Tempo Real

Abstract

Os sistemas embarcados têm evoluído ao ponto de serem capazes de fazer uso de sistemas operacionais. Porém, para aplicações de tempo real, que são mais comuns nesse segmento, os sistemas operacionais de propósito geral necessitam de adequações para o atendimento desses requisitos. Este trabalho discorre sobre a execução e análise de testes de desempenho em sistemas Linux com aplicações que operam com rigor de tempo real por meio do tratamento de interrupções. São utilizados o Linux Vanilla, o Real-Time Linux e o Xenomai na configuração de kernel duplo, os quais são executados na placa Raspberry Pi 3. A avaliação é feita em duas etapas, a primeira com os sistemas unicamente tratando as interrupções recebidas, enquanto na segunda etapa é também aplicado estresse computacional no sistema operacional alvo. Os resultados são discutidos e verificados através das latências mínima e máxima, da média das latências e do desvio padrão do conjunto de amostras. É também examinada a taxa de cumprimento dos prazos temporais estabelecidos de antemão.

Embedded systems have evolved to the point of being able to use operating systems. However, for real-time applications, which are more common in this segment, general purpose operating systems need adjustments to meet these requirements. This work discusses about the execution and analysis of performance tests on Linux systems with applications that operate with real-time rigor through the interrupt handling. Linux Vanilla, Real-Time Linux and Xenomai are used in the dual kernel configuration, which run on the Raspberry Pi 3 board. The evaluation is done in two steps, the first with the systems only handling incoming interruptions, while in the second stage, computational stress is also applied to the target operating system. The results are discussed and verified through the minimum and maximum latencies, the average of the latencies and the standard deviation of the sample set. The compliance rate of the time limits established in advance is also examined.