原创 基于全志A40i开发板——Linux-RT内核应用开发教程（2）

目录

1 Linux-RT内核简介 3

2 Linux系统实时性测试 3

3 rt_gpio_ctrl案例 10

4 rt_input案例 15

本文为Linux-RT内核应用开发教程的第二章节——rt_gpio_ctrl案例，欢迎各位阅读！本期用到的案例板子是创龙科技旗下的A40i工业级别开发板，是基于全志科技A40i处理器设计，4核ARM Cortex-A7的高性能低功耗国产开发板，每核主频高达1.2GHz。

基于全志科技A40i开发板，其接口资源丰富，可引出双路网口、双路CAN、双路USB、双路RS485等通信接口，板载Bluetooth、WIFI、4G（选配）模块，同时引出MIPI LCD、LVDS LCD、TFT LCD、HDMI OUT、CVBS OUT、CAMERA、LINE IN、H/P OUT等音视频多媒体接口，支持双屏异显、1080P@45fps H.264视频硬件编码、1080P@60fps H.264视频硬件解码，并支持SATA大容量存储接口。

A40i核心板采用100%国产元器件方案，并经过专业的PCB Layout和高低温测试验证，稳定可靠，可满足各种工业应用环境，应用于能源电力、轨道交通、工业控制、工业网关、仪器仪表、安防监控等典型领域。

创龙科技提供的Linux-RT内核应用了开源的RT PREEMPT机制进行补丁。PREEMPT_RT补丁的关键是最小化不可抢占的内核代码量，同时最小化必须更改的代码量，以便提供这种附加的可抢占性。PREEMPT_RT补丁利用Linux内核的SMP功能来添加这种额外的抢占性，而不需要完整的内核重写。Linux-RT内核增加PREEMPT_RT补丁后，增加了系统响应的确定性和实时性，但是代价是CPU性能降低。

通过创建一个基本的实时线程，在线程内触发LED的电平翻转，同时程序统计实时线程的调度延时，并通过示波器测出LED电平两次翻转的时间间隔。由于程序默认以最高优先级运行，为避免CPU资源被程序完全占用，导致系统被挂起，因此在程序中增加100us的延时。程序原理大致如下：

（1）在Linux-RT内核上创建、使用实时线程。

（2）实时线程中，计算出触发LED(/sys/class/leds/user-led0/brightness)电平翻转的系统调度延时。

将案例bin目录下的可执行文件复制到评估板文件系统，并执行如下命令运行测试程序，再按"Ctrl + C"退出测试，串口终端将打印程序统计的延时数据，如下图所示。

备注：Error results为偏差分析结果，不是错误结果。程序统计打印的Error results平均值为1041us，延时较高，可能与驱动、mdev相关。

Target# ./rt_gpio_ctrl

图 13

同时使用示波器捕捉LED两次电平翻转之间的间隔就对应上线程调度的延迟，测试点为R28电阻一端。

图 14

算出电平两次翻转的时间间隔为∆x=177us，如下图所示。由于程序中默认增加了100us的时间延时，实际延时应为：177us-100us=77us。

图 15

将产品资料“4-软件资料\Demo\linux-rt-demos\rt_gpio_ctrl\”案例源码复制到Ubuntu。进入案例源码目录，执行如下命令，编译案例生成可执行文件。

Host# CC=/home/tronlong/A40i/lichee/out/sun8iw11p1/linux/common/buildroot/host/usr/bin/arm-linux-gnueabihf-gcc CXX=/home/tronlong/A40i/lichee/out/sun8iw11p1/linux/common/buildroot/host/usr/bin/arm-linux-gnueabihf-g++ make

图 16

（1）创建一个基于PREEMPT_RT的实时任务，具体操作包括内存锁定、线程堆栈内存设置、调度策略和优先级配置等。

图 17

（2）在线程中打开LED文件节点，并对LED状态进行翻转。

图 18

（3）统计调度时间延时情况。

图 19

本文的Linux-RT内核应用开发教程第二章节——rt_gpio_ctrl案例就讲解完毕，后面，我们将继续解读Linux-RT内核应用开发的 rt_input案例部分，请多关注，感兴趣可在下方评论区留言。