创龙瑞芯微 RK3562 国产 2GHz 四核A53 工业开发板—Linux-RT应用开发案例

原创

创龙科技Tronlong

发布于 2025-07-01 17:32:06

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开发板简介

创龙科技 TL3562-EVM-B 是一款基于瑞芯微 RK3562J/RK3562 处理器设计的四核 ARMCortex-A53 +单核 ARM Cortex-M0 国产工业评估板，主频高达 2.0GHz。评估板由核心板和评估底板组成，核心板 CPU、ROM、RAM、电源、晶振、连接器等所有元器件均采用国产工业级方案，国产化率 100%。评估底板大部分元器件亦采用国产工业级方案，国产化率约 99%(按元器件数量占比，数据仅供参考)。核心板经过专业的PCBLayout 和高低温测试验证，质量稳定可靠，可满足各种工业应用环境要求。

前言

本文档主要通过Cyclictest延迟检测工具，以及基于Linux-RT的应用程序评估Linux-RT系统的实时性，适用开发环境如下：

Windows开发环境：Windows 7 64bit、Windows 10 64bit

Linux开发环境：VMware16.2.5、Ubuntu20.04.6 64bit

U-Boot：U-Boot-2017.09

Kernel：Linux-5.10.209、Linux-RT-5.10.209

LinuxSDK：rk3562-buildroot-2021.11-sdk-[版本号]（基于rk3562_linux_release_v1.2.0_20240620）

我司默认使用的是Linux内核，同时提供了Linux-RT内核位于产品资料“4-软件资料\Linux\Kernel\image\linux-5.10.209-[版本号]-[Git系列号]”目录下，版本号、Git序列号以实际情况为准。请按照如下方法替换为Linux-RT内核。

请将boot-rt.img镜像拷贝至评估板文件系统任意目录下。执行如下命令，替换内核镜像至Linux系统启动卡，评估板重启生效。

备注："/dev/mmcblk1p3"为Linux系统启动卡对应的设备节点，如需固化至eMMC，请将设备节点修改为"/dev/mmcblk0p3"。

Target# dd if=boot-rt.img of=/dev/mmcblk1p3 conv=fsync

Target# sync

Target# reboot

我司提供的Linux-RT内核与Linux内核测试方法一致，请参考《评估板测试手册》或《物联网模块开发案例》进行测试即可，Linux-RT内核支持的外设接口如下表所示。

我司提供的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。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。

Linux-RT内核与普通Linux内核相比，几个主要的相同之处是：

具有相同的开发生态系统，包括相同工具链、文件系统和安装方法，以及相同的POSIX API等。

仍然存在内核空间和用户空间的划分。

Linux应用程序在用户空间中运行。

Linux-RT内核与普通Linux内核在常规编程方式上的几个主要不同之处是：

调度策略。

优先级和内存控制。

基于Linux-RT内核的应用程序使用了调度策略后，系统将根据调度策略对其进行调优。

Linux系统实时性测试

本章节主要介绍使用Cyclictest延迟检测工具测试Linux系统实时性的方法。Cyclictest是rt-tests测试套件下的一个测试工具，也是rt-tests下使用最广泛的测试工具，一般主要用来测试内核的延迟，从而判断内核的实时性。

Cyclictest常用于实时系统的基准测试，是评估实时系统相对性能的最常用工具之一。Cyclictest反复测量并精确统计线程的实际唤醒时间，以提供有关系统的延迟信息。它可测量由硬件、固件和操作系统引起的实时系统的延迟。

为了测量延迟，Cyclictest运行一个非实时主线程（调度类SCHED_OTHER），该线程以定义的实时优先级（调度类SCHED_FIFO）启动定义数量的测量线程。测量线程周期性地被一个到期的计时器（循环报警）所定义的间隔唤醒，随后计算有效唤醒时间，并通过共享内存将其传递给主线程。主线程统计延迟值并打印最小、最大和平均延迟时间。

参考链接：https://wiki.linuxfoundation.org/realtime/documentation/howto/tools/cyclictest/start?s[]=cyclictest。

Linux-RT性能测试

本次测试分别在CPU空载、满负荷（运行stress压力测试工具）、隔离CPU核心的情况下，对比评估Linux-RT内核的系统实时性。

CPU空载状态

评估板上电启动，进入评估板文件系统执行如下命令，修改内核printk日志等级，避免内核打印信息影响实时测试。

Target# echo 1 > /proc/sys/kernel/printk

调整内存分配策略为“2”，禁用内存过度使用。避免出现OOM(Out-of-Memory) Killer攻击某些进程而产生延迟，影响测试结果。

备注：执行如下命令将会改变内存分配方式，若使用DDR容量为1GByte的评估板，请勿执行该命令。

Target# echo 2 > /proc/sys/vm/overcommit_memory

执行如下命令，基于CPU空载状况下测试系统的实时性。测试指令需运行12小时，请保持评估板长时间稳定工作，测试完成后将生成统计结果no_load_output文件。

Target# cyclictest -m -Sp99 -i1000 -h800 -D12h -q > no_load_output

参数解析：

-m：锁定当前和将来的内存分配；

-S：采用标准SMP测试；

-p：设置线程优先级；

-i：设置线程的基本间隔；

-h：运行后将延迟直方图转储至标准输出，亦可指定要跟踪的最大延时时间（以微秒为单位）；

-D：指定测试运行时长，附加m（分钟）、h（小时）、d（天）指定；

-q：运行时不打印相关信息。

CPU满负荷状态

评估板上电启动，进入评估板文件系统执行如下命令，修改内核printk日志等级，避免内核打印信息影响实时测试。

Target# echo 1 > /proc/sys/kernel/printk

调整内存分配策略为“2”，禁用内存过度使用。避免出现OOM(Out-of-Memory) Killer攻击某些进程而产生延迟，影响测试结果。

备注：执行如下命令将会改变内存分配方式，若使用DDR容量为1GByte的评估板，请勿执行该命令。

Target# echo 2 > /proc/sys/vm/overcommit_memory

执行如下命令，运行stress压力测试工具，使得CPU处于满负荷状态。再使用Cyclictest工具测试CPU满负荷状态下的系统实时性能。测试指令需运行12小时，请保持评估板长时间稳定工作，测试完成后将生成统计结果overload_output文件。

Target# stress-ng --cpu 4 --cpu-method=all --io 4 --vm 4 --vm-bytes 64M --timeout 43200s &

Target# cyclictest -m -Sp99 -i1000 -h800 -D12h -q > overload_output

参数解析：

--cpu：指定压力测试的进程个数；

--cpu-method：指定CPU压力测试的方式；

--io：指定I/O测试的进程个数；

--vm：指定内存测试的进程个数；

--vm-bytes：指定每个内存测试进程中分配内存的大小；

--timeout：指定测试时长。

隔离CPU核心状态

本次测试以隔离CPU3核心为例，通过降低系统上所运行的其他进程对隔离CPU3产生的延迟影响，确保CPU3进程的正常运行，进而评估Linux-RT内核的系统实时性。

将评估板断电，长按"Ctrl + C"按键并启动评估板，进入U-Boot命令行模式后松开按键，执行如下命令，修改环境变量，隔离CPU3核心。

备注：如从eMMC启动，请将命令中的"sd"修改为"emmc"。

U-Boot# setenv bootargs storagemedia=sd androidboot.storagemedia=sd androidboot.mode=normal isolcpus=3

U-Boot# saveenv

U-Boot# reset

评估板重启后，执行如下命令，查看环境变量。

Target# cat /proc/cmdline

进入评估板文件系统，执行如下命令，修改内核printk日志等级，避免内核打印信息影响实时测试。

Target# echo 1 > /proc/sys/kernel/printk

调整内存分配策略为“2”，禁用内存过度使用。避免出现OOM(Out-of-Memory) Killer攻击某些进程而产生延迟，影响测试结果。

备注：执行如下命令将会改变内存分配方式，若使用DDR容量为1GByte的评估板，请勿执行该命令。

Target# echo 2 > /proc/sys/vm/overcommit_memory

执行如下命令，运行stress压力测试工具，使得CPU处于满负荷状态。再使用taskset工具将Cyclictest测试程序运行在CPU3核心，测试CPU3核心满负荷状态下的系统实时性能。测试指令需运行12小时，请保持评估板长时间稳定工作，测试完成后将生成统计结果iso_overload_output文件。

Target# stress-ng --cpu 4 --cpu-method=all --io 4 --vm 4 --vm-bytes 64M --timeout 43200s &

Target# taskset -c 0-3 cyclictest -m -Sp99 -i1000 -h800 -D12h -q > iso_overload_output

统计结果分析

我司已提供脚本文件get_histogram.sh用于绘制统计结果直方图，位于产品资料“4-软件资料\Demo\rt-linux-demos\cyclictest\bin\”目录下，请将该脚本文件拷贝至Ubuntu工作目录下。

在Ubuntu系统执行如下命令，安装gnuplot工具。

Host# sudo apt-get -y install gnuplot

CPU空载状态

请将CPU空载状态下的统计结果no_load_output文件拷贝至Windows工作目录，使用Windows文本工具打开该文件并拖动至文件末尾，可查看Linux系统每个核心(CPU0~CPU3)的最小延迟(Min Latencies)、平均延迟(Avg Latencies)、最大延迟(Max Latencies)统计结果。