Содержание

4 Практическая оценка


Система быстра и предсказуема. Во время проведения тестов мы не встретили ни одного факта, свидетельствующего о недостатках производительности, предсказуемости или устойчивости системы к ошибкам.


4.1 Тестируемая система

Все тесты были проведены с использованием следующего оборудования:

• Материнская плата: Chaintech 5TTMT M201 с 33MHz PCI-шиной
• BIOS: Award BIOS v4.51PG
• ЦП: Intel Pentium 200MHz MMX Family 5 Model 4 Stepping 3 (с 32KB L1 Cache)
• RAM: 32 Mb DIMM
• L2 Memory Cache: 512KB
• Жесткий диск: Western Digital Caviar 34300, primary master, UDMA 2
• Графический адаптер: S3 Trio 64V2/DX в PCI slot 1
• Сетевая карта: SVEC NE2000 Plug & Play ISA network card
• VMETRO PCI exerciser in PCI slot 3 (PCI interrupt level D, local bus interrupt level 10)
• VMETRO PBT-315 PCI analyzer in PCI slot 4.
• Во время проведения тестов, по умолчанию внешний и ЦП внутренний КЭШи задействованы, если не указано обратное.
• DRAM-таймирование установлено на 60 нс.

• Одиночные прерывания, не приводящие к перепланировке заданий
• Одиночные прерывания с перепланировкой заданий
• Одновременное возникновение двух прерываний
• Вложенные прерывания
• Максимальная поддерживаемая частота прерываний, не приводящая к их потерям

• Число нитей: 1
• Модель памяти: d

Рис. 4.2-1 IL-a-1.d


Рис. 4.2-2 IL-a-1.d - распределение частоты

• Число нитей: 1
• Модель памяти: d

Рис. 4.2-3 IDL-a-1.d


Рис. 4.2-4 IDL-a-1.d - распределение частоты

• Число нитей: 2
• Модель памяти: d

Рис. 4.2-5 IDL-b-1.d


Рис. 4.2-6 IDL-b-1.d - распределение частоты

• PDrive_HI (генерирует высокоприоритетные прерывание) реализует PCI-прерывание по линии C (INTC#) и генерирует прерывания с уровнем IRQ 9.
• PDrive_LO (генерирует низкоприоритетные прерывания) реализует PCI-прерывание по линии B (INTB#) и генерирует прерывания с уровнем IRQ 10.

Две обрабатывающие прерывания процедуры (ISR_HI and ISR_LO) сопоставлены уровням IRQ 9 и 10 соответственно.

Время ожидания обработки прерываний оценивалось и для ISR_HI, и для ISR_LO. Время ожидания обработки прерывания измерялось как время между выполнением последней команды прерываемой нити и первой команды ISR. Разница во времени возникновения прерываний не превышала 100нс, что по определению классифицируется как одновременное возникновение прерываний.

Проблем связанных с этими прерываниями в системе не возникало. Высокоприоритетное прерывание обслуживалось системой в первую очередь, максимальное время ожидания обработки составляло 3мкс. Низкоприоритетное прерывание обслуживалось сразу после полной обработки прерывания с более высоким приоритетом, но за менее чем 6 мкс после возникновения обоих прерываний.


4.2.3.1 Время ожидания обработки прерывания – ISR_HI

 

• Число нитей: 2
• Модель памяти: d

Рис. 4.2-7 : Время ожидания обработки прерывания для высокоприоритетной ISR


Рис. 4.2-8: Время ожидания обработки прерывания для высокоприоритетной ISR – Распределение частоты

• Число нитей: 2
• Модель памяти: d

Рис. 4.2-9: Время ожидания обработки прерывания для низкоприоритетной ISR


Рис. 4.2-10: Время ожидания обработки прерывания для низкоприоритетной ISR – Распределение частоты

4.2.4 Обработка вложенных прерываний

В разделе 4.2.3 рассматривались два (почти) одновременных прерывания. Оба прерывания генерировались в узком окне времени, раньше, чем система имела возможность отреагировать на возникновение первого из них. В данном разделе будет повторен тот же тест, но с небольшой задержкой между возникновением прерываний.

Цель заключается в генерации высокоприоритетного прерывания во время обработки прерывания с более низким приоритетом соответствующим ему ISR.

Хорошая RTOS должна обрабатывать вложенные прерывания без каких либо проблем.

В рассматриваемом тесте задержка между прерываниями с низким и высоким приоритетами будет варьироваться от 1.5 до 3 мкс.


4.2.4.1 Обработка вложенных прерываний – интервал 1.5 мкс

В начале PDrive_LO генерирует низкоприоритетное прерывание (INTB#, IRQ 10), затем через 1.5 мкс PDrive_HI (INTC#, IRQ 9) генерирует высокоприоритетное прерывание. Результаты разделов 4.2.4.1.1 и 4.2.4.1.2 показывают, что все высокоприоритетные прерывания обслуживаются раньше их низкоприоритетных аналогов. Однако, скриншот анализатора шины, показанный на рис. 4.2-11, демонстрирует, что IRQ_LO возникает раньше IRQ_HI (INTB# сигнал становится неактивным раньше INTC#).

Этот факт является хорошим свидетельством того, что прерывания могут быть вложенными, но все же не представляет неопровержимого доказательства. Например, возможна ситуация, когда IRQ_HI возникшее раньше IRQ_LO, было обработано ISR_LO. Однако, в результате инспектирования отсчетов анализатора, мы можем подтвердить возможность обработки вложенных прерываний.

 

Рис. 4.2-11: скриншот анализатора PCI шины

• Число нитей: 1
• Модель памяти: d

Рис. 4.2-12: Время ожидания обработки прерывания для высокоприоритетной ISR


Рис. 4.2-13: Время ожидания обработки прерывания для высокоприоритетной ISR – Распределение частоты

• Число нитей: 1
• Модель памяти: d

Рис. 4.2-14: Время ожидания обработки прерывания для низкоприоритетной ISR


Рис. 4.2-15: Время ожидания обработки прерывания для низкоприоритетной ISR – Распределение частоты

• Число нитей: 1
• Модель памяти: d

Рис. 4.2-16: Время ожидания обработки прерывания для высокоприоритетной ISR


Рис. 4.2-17: Время ожидания обработки прерывания для высокоприоритетной ISR – Распределение частоты

• Число нитей: 1
• Модель памяти: d

Рис. 4.2-18: Время ожидания обработки прерывания для низкоприоритетной ISR


Рис. 4.2-19: Время ожидания обработки прерывания для низкоприоритетной ISR – Распределение частоты

• Число нитей: 1
• Модель памяти: d

Рис. 4.2-20: Время ожидания обработки прерывания для высокоприоритетной ISR


Рис. 4.2-21: Время ожидания обработки прерывания для высокоприоритетной ISR – Распределение частоты

• Число нитей: 1
• Модель памяти: d

Рис. 4.2-22: Время ожидания обработки прерывания для низкоприоритетной ISR


Рис. 4.2-23: Время ожидания обработки прерывания для низкоприоритетной ISR – Распределение частоты

Результаты теста были положительными при периодичности возникновения прерываний установленной на 9мкс, т.е. каждое прерывание было обработано.

Когда периодичность возникновения прерываний была уменьшена до 8мкс, 12 прерываний обслужены не были.

Но необходимо помнить, что данный тест можно считать стресс–тестом не только самой RTOS, но и аппаратного оборудования PC. Таким образом, никаких определенных суждений о том, какая именно часть системы виновна в потере прерываний, вынести нельзя. Но так как во всех тестах используется одно и то же оборудование, результаты тестирования различных RTOS могут быть сравнены между собой.


4.3 Нити (потоки)

Тест данного раздела обрабатывает создание и удалений нитей. Тест заключается в непрерывном создании и удалении нитей. Создаваемые новые нити соединяется с удаляемыми.

В QNX удаление нити реализуется самой удаляемой нитью, и таким образом уровень приоритета удаления нити совпадает с уровнем приоритета самой нити.

В большинстве RTOS удаление нити - это нить, освобождающая ресурсы. Способ реализации в QNX более предсказуем, поскольку высокоприоритетная нить, удаляющая нить с более низким приоритетом не должна делать всю обработку (что является фактически своего рода инверсией приоритета!).

Т.о., тест немного адаптирован для получения сопоставимых результатов: удаляющая нить ждет удаляемую (используя соединение) для того, чтобы убедиться, что все ресурсы освобождены. Без данного ожидания система израсходует всю доступную память: удаленные нити никогда не станут активными и ресурсы фактически не будут освобождены. Известно, что в этом случае запрос создания нити возвращает ошибку, но сама система остается работоспособной.


4.3.1 Создание

 

• Число нитей: 1
• Модель памяти: d

Рис. 4.3-1 TF-a-1.a


Рис. 4.3-2 TF-a-1.a - распределение частоты

• Число нитей: 1
• Модель памяти: d

Рис. 4.3-3 TF-b-1.a


Рис. 4.3-4 TF-b-1.a - распределение частоты

• Число нитей: 2
• Модель памяти: d

Рис. 4.4-1 TSL-a-2.d

#
Рис. 4.4-2 TSL-a-2.d - распределение частоты

• Число нитей: 10
• Модель памяти: d

Рис. 4.4-3 TSL-a-10.d


Рис. 4.4-4 TSL-a-10.d - распределение частоты

• Число нитей: 128
• Модель памяти: d

Рис. 4.4-5 TSL-a-128.d


Рис. 4.4-6 TSL-a-128.d - распределение частоты

• Число нитей: 2
• Модель памяти: d

Рис. 4.5-1 TSL-b-2.d


Рис. 4.5-2 TSL-b-2.d - распределение частоты

• Число нитей: 10
• Модель памяти: d

Рис. 4.5-3 TSL-b-10.d


Рис. 4.5-4 TSL-b-10.d - распределение частоты

• Число нитей: 128
• Модель памяти: d

Рис. 4.5-5 TSL-b-128.d


Рис. 4.5-6 TSL-b-128.d - распределение частоты

Далее >>>