[发明专利]一种实时操作系统的性能评估方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种操作系统性能评估技术，具体的说是一种实时操作系统的性能评估方法。

背景技术

在嵌入式领域，实时操作系统的应用非常广泛。它是许多嵌入式设备的软件基础，其性能直接影响到嵌入式设备的整体性能与可靠性。因此对实时操作系统的性能监测与分析非常重要。同时，在实时操作系统的研发过程中，系统的性能监测与分析是研发人员的重要参考指标，是对系统进行评价以及进一步优化的依据。对实时操作系统的性能分析，需要在系统的运行期间实时记录下实时任务与操作系统内核的各种性能参数，比如处理器周期数，Cache丢失数，Cache命中数，总线周期数，上下文切换次数，处理器负载等等。同时，还需要对这些数据进行全面、可视化的监视与分析。

目前，对于常用的开源实时操作系统而言，如RTAI，并没有一款能够满足上述需求的性能分析与监测工具。而Linux系统下的性能监测软件，如Perfmon、xperf等工具无法直接应用于实时任务的监测。

发明内容

针对现有技术中对实时操作系统的性能评估存在缺乏全面、可视化的监视与分析工具等不足之处，本发明要解决的技术问题是提供一种网络化，并且能够全面、可视化的实时操作系统的性能评估方法。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

本发明实时操作系统的性能评估方法包括以下步骤：

在被监测机上建立处理器性能监测单元的软件配置框架；

在此框架的基础之上，建立关联实时任务或操作系统的性能事件机制，对实时任务与实时操作系统的各项性能指标进行监测，得到性能数据；

将性能数据通过监测通信协议栈发送给远端监测机；

在远端监测机上建立性能数据分析软件，以软示波器或图表的方式显示出性能数据。

所述建立处理器性能监测单元的软件配置框架的方法为：

基于被监测机上处理器提供的性能监测单元，建立初始化、配置与读取性能监测单元的软件框架。

建立关联实时任务或操作系统的性能事件机制的方法为：

为被监测的实时任务或操作系统设置性能事件，将性能监测单元作为性能事件的数据源，在关键的时间点上捕获数据并存储在该性能事件对应的数据结构中。

所述监测通信协议栈自动封装性能数据与采集数据时的时间戳，并利用操作系统提供的以太网协议栈，将封装后的数据发送给远端监测机。

所述监测通信协议栈能够自适应数据采样频率的变化，当采样频率过高时，将多组数据封装在一起发送。

所述监测通信协议栈可以在实时任务上下文中发送以太网数据。

所述性能数据分析软件对接收到的性能数据包进行解析，以软示波器或图表的方式实时显示出性能数据，并将数据存储在日志文件中，还可以对数据进行统计分析。

本发明具有以下有益效果及优点:

1. 本发明方法能够对处理器周期数、Cache丢失数、Cache命中数、总线周期数、上下文切换次数以及处理器负载等系统参数进行全面评估和可视化的分析，可将上述性能指标关联到每一个具体的实时任务或操作系统；

2.本发明方法能够将获得的性能数据，通过监测协议栈发送给位于远端监测机上的性能分析软件，由性能分析软件对监测数据进行图形化的显示和统计分析。

附图说明

图1为本发明方法流程图；

图2为性能数据分析软件的界面。

具体实施方式

本发明实时操作系统的性能评估方法如图1所示，通过以下步骤实现：

在被监测机上建立处理器性能监测单元的软件配置框架；

在此框架的基础之上，建立关联实时任务或操作系统的性能事件机制，对实时任务与实时操作系统的各项性能指标进行监测，得到性能数据，如实时任务的Cache丢失率，所占用的总线周期等；

将性能数据通过监测通信协议栈发送给远端监测机；

在远端监测机上建立性能数据分析软件，以软示波器或图表的方式显示出性能数据。

所述建立处理器性能监测单元的软件配置框架的方法为：

基于被监测机上处理器提供的性能监测单元（Performance Monitor Unit），建立初始化、配置与读取性能监测单元的软件框架。