基于DR1M90的Linux-RT内核开发：从编译配置到GPIO/按键应用实现（2）
系统开发说明
Linux-RT内核在系统开发方面与普通Linux内核基本一致。具体操作方法参见《Linux系统开发手册》。
其中，使用Linux-RT内核进行系统开发仅在Kernel开发的配置和编译上有关键的区别。其他开发流程（如U-Boot开发、Rootfs开发等）与普通内核完全一致。下面介绍Linux-RT内核的Kernel。
Kernel开发（Linux-RT）
Kernel配置
执行以下命令进入LinuxSDK源码目录下的kernel目录，打开图形配置界面。
Host#cd /home/tronlong/DR1/SDK_2025.1/
Host#./build.sh kernelmenuconfig
图28
(1)配置RT内核
打开图形配置界面，依次打开“常规设置-抢占模型(Preemptible Kernel(Low-Latency Desktop))”。
图29
图30
进入如图所示界面后，选择“Fully Preemptible Kernel (Real-Time)”，然后选择保存。
注：我司提供的通用内核版本默认为“抢占式内核（低延迟桌面）”
图31
图32
其他选项的参数分析如下表所示。
(2)配置Linux-RT内核定时器频率
打开图形配置界面，依次打开“内核功能-定时器频率（250HZ）”。
图33
图34
进入如图所示界面后，选择“1000HZ”，然后选择保存。
注意：普通Linux内核需要选择“250HZ”。
图35
图36
配置完成后，配置选项会自动保存到LinuxSDK根目录下的“linux/arch/arm64/configs/anlogic_dr1m90_defconfig”中。执行以下命令检查RT内核是否配置成功。
Target# grep -nr 'PREEMPT_RT' ./linux/arch/arm64/configs/anlogic_dr1m90_defconfig
Target# grep -nr '1000' ./linux/arch/arm64/configs/anlogic_dr1m90_defconfig
图37
编译Kernel
请参考《Linux系统开发手册》的内核开发章节来编译内核。
应用开发说明
Linux-RT内核在应用开发方面与普通Linux内核一致。具体操作方法参见《Linux应用开发手册》。
本章讲解Linux-RT应用开发组件的支持，并介绍基于Linux-RT内核开发的应用案例。
rt_gpio_ctrl案例
案例说明
通过创建基本实时线程，在线程内触发LED 电平翻转。同时，程序统计实时线程的调度延迟，并通过示波器测量两次LED电平翻转的时间间隔。由于程序默认以最高优先级运行，为了防止CPU资源被程序完全占用而导致系统挂起，给程序添加了100us的延时。程序原理大致如下：
(1)在Linux-RT内核上创建并使用实时线程。
(2) 在实时线程中，计算触发LED电平翻转的系统调度延迟。
案例测试
执行以下命令查看程序运行参数。
Target# ./rt_gpio_ctrl -h
图38
参数解析：-t：程序运行时间，单位s，默认10s；
-d：延迟时间，单位us，默认100us；
-h：打印帮助信息。
将case bin目录下的可执行文件复制到评估板文件系统中，执行以下命令运行测试程序。指定程序延时100us运行，然后按“Ctrl+C”退出测试。串口终端会打印程序统计的延时数据，如下图所示。
Target# ./rt_gpio_ctrl -t 10 -d 100
图39
同时用示波器捕捉LED两次电平翻转的时间间隔，得到线程调度的延迟。测试点为R44电阻的一端。
图40
本次测得的电平翻转周期为x=108us，如下图所示。由于程序默认添加了100us的时间延迟，所以实际延迟应该是：108us - 100us=8us，与程序统计打印的Latency结果的平均值类似。
图41
执行以下命令，指定要运行的程序，延时0us，然后按“Ctrl + C”退出测试。串口终端会打印节目统计的延时数据，如下图所示。
Target# ./rt_gpio_ctrl -t 10 -d 0
图42
同时用示波器捕捉LED两次电平翻转的时间间隔，得到线程调度的延迟。测试点为R44电阻的一端。本次测得的电平翻转周期为x=5.3us，如下图所示。实际延迟为：5.3us，与程序统计打印的Latency结果平均值相近。
图43
案例编译
将产品信息“4-软件信息Demolinux-rt-demosrt_gpio_ctrl”案例的源代码复制到Ubuntu。进入案例源码目录，执行以下命令，编译案例并生成可执行文件。
Host#使CC=aarch64-linux-gnu-gcc CXX=aarch64-linux-gnu-g++
图44
关键代码
（1）创建实时任务，具体操作包括内存锁定、线程栈内存设置、调度策略和优先级配置等。
图45
(2)在线程中打开LED文件节点，翻转LED状态。
图46
(3)调度时延统计。
图47
rt_input案例
案例说明
通过创建一个基本的实时线程，在线程中打开输入设备，监听按键事件，然后触发LED电平翻转，然后用示波器测量按键触发到LED电平翻转之间的实际时间。程序原理大致如下：
(1)在Linux-RT内核上创建并使用实时线程。
(2)在实时线程中监听打开的输入设备节点的按键事件，通过判断监听到的按键事件来触发LED的电平翻转。
案例测试
执行以下命令查看用户输入按键对应的事件号。 USER1（KEY2）对应的按键事件号为event0。
Target# 猫/proc/总线/输入/设备
图48
将case bin目录下的可执行文件复制到评估板文件系统中，执行以下命令运行测试程序。程序运行后，按USER1（KEY2）用户输入按钮，LED点亮。松开按钮后，LED 熄灭，然后按“Ctrl + C”退出测试程序。
Target# ./rt_input /dev/input/event0
图49
同时用示波器探头1测量LED电路的R44电阻一端，用示波器探头2测量按键USER1（KEY2）的1脚。
图50
图51
从按键下降沿触发开始（下图蓝线）到LED上升沿触发完成（下图黄线）的时间间隔就是系统实时捕捉按键输入时间并响应触发LED电平翻转的时间x。从图中可以看出x=138us。
图52
注：从硬件特性来看，由于按键电压从低电平拉升到高电平的速度比较慢，因此本次测试中实时事件的输入采用下降沿触发方式。
案例编译
将产品信息“4-软件信息Demolinux-rt-demosrt_input”案例的源代码复制到Ubuntu。进入案例源码目录，执行以下命令，编译案例并生成可执行文件。
Host#使CC=aarch64-linux-gnu-gcc CXX=aarch64-linux-gnu-g++
图53
关键代码
（1）创建实时任务，具体操作包括内存锁定、线程栈内存设置、调度策略和优先级配置等。
图54
（2）在线程中打开输入设备节点，监听按键事件，同时触发LED电平的翻转。
图55
