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環境計測に用いられる OS の リアルタイム性の比較 PowerPoint PPT Presentation


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コンピューター. 環境計測. デジタル信号. アナログ信号. 八木英二. I/O ボード. 検出器. 環境計測. ADC. メモリ. 割り込み信号. 八木英二. 終了信号. 環境計測に用いられる OS の リアルタイム性の比較. ー RTLinux の導入 ー. 割り込み反応速度. 割り込み反応速度のばらつき. 割り込みの数え落とし(信頼性). 本研究の目的. ★ Linux、RTLinux で I/O 処理および割り込み処理の速  度、信頼性(割り込みの数え落とし)を比較。 ★ RTLinux が放射線計測システムに利用可能である   かを計測。.

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環境計測に用いられる OS の リアルタイム性の比較

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Presentation Transcript


Os

コンピューター

環境計測

デジタル信号

アナログ信号

八木英二

I/Oボード

検出器

環境計測

ADC

メモリ

割り込み信号

八木英二

終了信号

環境計測に用いられるOSのリアルタイム性の比較

ー RTLinuxの導入 ー

環境計測 卒論発表会


Os

割り込み反応速度

割り込み反応速度のばらつき

割り込みの数え落とし(信頼性)

本研究の目的

★Linux、RTLinuxでI/O処理および割り込み処理の速  度、信頼性(割り込みの数え落とし)を比較。

★RTLinuxが放射線計測システムに利用可能である   かを計測。

比較内容

放射線計測に必要となるネットワーク転送やグラフィック表示を

割り込みの負荷として与え、各データの変化を計測。

環境計測 卒論発表会


Rtlinux

計測におけるリアルタイム性を保証

利点

  •  Web SiteからFreeで入手可能

  •  オープンソースなので、自由に参照(改造)可能

  •  Linuxの機能、アプリケーションをそのまま利用可能

RTLinuxとは

  • Linuxを元にリアルタイム性を拡張したOS。

環境計測 卒論発表会


Rtlinux1

Linux プロセス

RT-FIFO

スケジューラ

Linuxカーネル

RTLinuxモジュール

RTLinuxスレッド

スケジューラ

リアルタイムカーネル

ハードウェア割り込み

RTLinuxの処理の流れ

環境計測 卒論発表会


Os

計測システム

CPU  Celeron 466 MHzメモリ         64 MBハードディスク 80 GBI/Oボード    PCI-2702C

使用OSLinux、RTLinux、MS-DOS、Win-DOS

開発言語 C言語         ⇒全てのOSで統一した動き

環境計測 卒論発表会


Os

負荷

CPU計算

画面 表示

ネットワーク転送

割り込み処理

別処理

処理結果

出力信号

割り込み処理

割り込み信号

検知

割り込み応答速度割り込みの数え落とし測定

実験概要

デジタルオシロスコープ

コンピュータ

Linux or RTLinux

I/Oボード

パルサー

環境計測 卒論発表会


Os

  • ・ 負荷あり

  • 割り込みが入ったときのデータをメモリ上の配列に取り込み、それをユーザー空間に転送(転送負荷)。

  • ユーザー空間に転送されたデータを10 msおきに画面表示させる。(表示負荷)

  • 無限ループの計算をさせておく(CPU負荷)。

  • 割り込み処理を行う間、NFSを用いて絶えずデータを他のコンピュータに転送する(ネット負荷)。

  • 負荷なし

  • Linux

  •   RTLinux

  •   MS-DOS

  •   Win-DOS

4つのOSで比較

割り込み応答反応速度とばらつきを比較。

割り込み信号

時間差を測定

速度が速く、ばらつきが少ないほどいい

割り込み処理信号

各負荷を与えた計測はLinux、RTLinuxのみ。

実験内容①

割り込み応答速度

実験

環境計測 卒論発表会


Os

Win-DOS

MS-DOS

RTLinux

Linux

割り込み応答速度測定結果-負荷なし-

環境計測 卒論発表会


Os

2 μs

6 μs

標準偏差

割り込み応答平均速度測定結果

負荷なし

CPU負荷

ネット負荷

time (μs)

環境計測 卒論発表会


Os

MS-DOS

RTLinux

割り込み応答速度実験

<負荷をかけない場合>

割り込み平均応答速度が一番速い

割り込み応答速度のばらつきがない

<負荷をかけた場合>

RTLinuxがばらつきも少なく、安定している

平均速度も速い

環境計測 卒論発表会


Os

割り込み信号の数え落とし

信頼性

実験内容②

割り込み信号の数え落としの発生率

計測

各周波数

10 kHz、30 kHz、50 kHz、70kHz

負荷なし、負荷ありの比較

負荷は割り込み応答速度のときのものと同じ

環境計測 卒論発表会


Os

RTLinuxの計測における信頼性を実証

割り込み信号の数え落とし測定結果

単位 (%)

RTLinuxは50 kHzでも数え落としが発生しない

Linuxに比べ割り込みの数え落としの発生率は極めて少ない

環境計測 卒論発表会


Os

割り込み応答速度は非常に安定

ばらつきがない

50 kHzまで数え落としはない

信頼性がある

放射線計測システムを作製可能

結論

RTLinuxは

割り込み応答速度実験

割り込みの数え落とし実験

環境計測 卒論発表会


Os

割り込み信号の数え落とし実験

割り込み信号の数え落とし測定結果

結論

おしまい

放射線計測システム概要

割り込み応答速度実験まとめ

本研究の目的

割り込み信号の数え落とし実験

RTLinuxとは

割り込み信号の数え落とし測定結果

RTLinuxの処理の流れ

計測システム

結論

実験概要

割り込み応答速度実験

割り込み応答速度実験測定結果 ‐負荷なし‐

割り込み応答平均速度測定結果

環境計測 卒論発表会


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