基于VxWorks的多核任务调度优化实战 · 课程目录

VxWorks实时系统概述

VxWorks发展史 · 航空航天/工业控制应用 · RTOS核心概念

多核处理器基础

SMP与AMP架构对比 · 多核缓存一致性 · 内存屏障与原子操作

VxWorks任务管理

任务控制块(TCB) · 任务状态机 · 优先级与抢占策略

VxWorks调度器原理

优先级位图调度 · 时间片轮转 · 调度点与上下文切换开销

多核调度核心机制

CPU亲和性设置 · 任务绑定与迁移 · 负载均衡策略

中断与异常处理

中断向量表 · 中断嵌套 · 多核中断分发(IPI)

同步与互斥

信号量(二进制/计数/互斥) · 任务锁 · 自旋锁多核陷阱

消息队列与管道

多核间通信机制 · 消息队列设计模式 · 零拷贝通信

共享资源保护

优先级反转 · 优先级继承协议 · 无锁编程(Lock-Free)基础

VxWorks内存分区 · 多核内存池设计 · Cache Line对齐与伪共享

定时器与时间管理

系统时钟 · 看门狗定时器 · 高精度定时器多核同步

多核启动流程

BSP初始化 · 从核唤醒 · 核间同步屏障

任务调度优化策略

任务分组 · 优先级映射 · 关键任务隔离

负载均衡实战

动态负载均衡算法 · 静态任务分配 · 迁移代价评估

Cache分区 · 预取指令 · 数据对齐与填充

中断负载均衡

中断亲和性设置 · 中断线程化 · 中断合并

性能分析工具

WindView · System Viewer · 任务级profiling

调度延迟分析

中断延迟 · 调度延迟 · 上下文切换时间测量

实时性测试方法

确定性测试 · 最坏情况执行时间(WCET)分析

多核调试技巧

JTAG调试 · 内核态断点 · 任务栈溢出检测

常见性能瓶颈

锁竞争 · Cache Thrashing · 核间通信瓶颈

优化案例1：雷达信号处理

某雷达信号处理系统的多核调度优化

优化案例2：工业机器人控制器

工业机器人控制器的实时性提升

优化案例3：无人机飞控系统

无人机飞控系统的任务隔离设计

第25章新特性

VxWorks 7新特性

多核调度器增强 · AMP支持 · 虚拟化基础

AMP架构实践

非对称多核分工 · 核间通信协议 · 资源分区

SMP与AMP混合设计

混合架构场景 · 动态模式切换 · 性能权衡

安全关键系统

DO-178C与多核调度 · 时间与空间隔离 · 故障恢复

异构计算 · RISC-V多核 · AI加速器与实时调度

综合实战项目

设计一个多核实时数据采集与处理系统