一种嵌入式操作系统调度性能的测试方法技术方案

本发明专利技术涉及一种嵌入式操作系统调度性能的测试方法，包括：通过负载控制设置接口（１０１）预先设置对应测试参数，创建主测试任务（１０３）和辅助测试任务（１０２），通过在测试任务切换前后记录系统时钟滴答数来计算测试任务间调度的任务切换时间，在测试过程中调用负载调节模块（１０４）调节负载占用。通过这种方法，可以方便地测试不同负载情况下被测操作系统（１０５）的调度性能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及性能测试领域，具体涉及一种嵌入式操作系统调度性能的测试方法。
技术介绍
随着计算机技术的高速发展和芯片制造工艺的不断进步，嵌入式实时操作系统的研究和应用日益广泛，随着国内外各种嵌入式产品的进一步开发和推广，嵌入式技术越来越和人们的生活紧密结合，从科学研究、工程设计、军事技术、到工业控制，从洗衣机、电冰箱、电动车、小汽车，到办公室里的远程会议系统等等人们日常生活的方方面面、各个领域都有它的身影。由于嵌入式时实操作系统种类繁多，因而在实际应用中，如何设计和选择嵌入式时实操作系统，确定其是否能够满足所需的应用要求成为了一个棘手的问题，需要有一种有效的方法对它们的各个方面的性能进行对比测试，以选择符合要求的系统。实时系统是指能够在确定的时间内执行计算和处理功能并对外部的异步事件做出响应的计算机系统，在系统硬件已经确定的条件下，实时系统的性能完全取决于所使用的实时操作系统。商用的嵌入式实时操作系统一般包含以下几个方面的管理功能：调度管理、内存管理、文件管理、设备管理和通信管理，其中，调度管理无疑是嵌入式实时操作系统中最核心、最关键的部分，调度效率直接影响到嵌入式操作系统的实时性能，衡量一个实时操作系统最重要的指标就是调度的任务切换时间。现有技术中检索到两个相关的专利文献，但都没有提出针对嵌入式操作系统调度性能的测试方法，没有提出任务切换时间的性能结果的获取办法。中国专利技术专利“一种中央处理器系统性能测试方法”，专利申请号200610087282.9，公开号CN1983201，公开了一种CPU系统性能测试方-->法，根据操作系统管理内存的特点不断分配内存块直到占用全部内存，然后使用现有的内存单元测试方法进行循环测试，该方法存在以下不足：一、由于测试方法本身侧重于内存访问测试，未能解决任务切换时间的调度性能测试问题；二、在该专利的实现中使用循环方式进行测试，虽然可以保持长时间的中央处理单元Central Processing Unit，简称CPU和内存的高占用率，但对占用率本身没有提出控制方法，只能进行极限情况下的性能测试。中国专利技术专利“CPU性能测试的方法”，专利申请号01103484.X，公开号CN1369798，提出了一种利用软件来进行CPU性能测试的方法，通过一标志测试单元、一算术测试单元和一逻辑测试单元，分别对CPU的标志、算术和逻辑进行测试，但是未能提出对操作系统软件层面上进行性能测试的方法，没有解决操作系统调度性能测试的问题。
技术实现思路
本专利技术需要解决的技术问题是提供一种嵌入式操作系统调度性能的测试方法，通过该方法，可以对操作系统在各种不同负载下任务切换时间的调度性能进行较高精度的软件测试。本专利技术的上述技术问题这样解决，提供一种嵌入式操作系统调度性能的测试方法，利用测试软件，包括以下步骤：1.1)通过负载控制设置接口预先设置对应测试参数；1.2)创建辅助测试任务和主测试任务；1.3)在主测试任务和辅助测试任务之间通过互发消息完成任务切换，根据切换前后记录的被测操作系统的系统时钟滴答数计算调度的任务切换时间；1.4)测试结束，输出测试结果。按照本专利技术提供的测试方法，所述负载控制设置接口包括负载占用率设置接口、CPU占用率设置接口和测试次数设置接口，其中负载占用率设置接口是所述负载控制设置接口中的预留接口。按照本专利技术提供的测试方法，所述步骤1.1)中当通过负载控制设置接口设置了负载占用率参数时，所述步骤1.1)和步骤1.2)之间还包括：调用负载-->调节模块调节负载占用率使其达到设置的负载占用率参数期望值。按照本专利技术提供的测试方法，所述步骤1.2)中创建辅助测试任务和主测试任务是通过调用被测操作系统的系统调用功能完成的。按照本专利技术提供的测试方法，所述步骤1.3)具体包括以下步骤：5.1)主测试任务记录被测操作系统当前的系统时钟滴答数，通过任务间消息发送接口发送消息至辅助测试任务；5.2)辅助测试任务收到主测试任务发来的消息后，记录被测操作系统当前的系统时钟滴答数，计算从主测试任务发送消息到辅助测试任务接收到该消息的系统时钟滴答数差值，用该差值除以CPU时钟频率作为主测试任务到辅助测试任务的任务切换时间；5.3)辅助测试任务延时Ts后发送消息至主测试任务，记录被测操作系统当前的系统时钟滴答数；5.4)主测试任务收到辅助测试任务发来的消息后，记录被测操作系统当前的系统时钟滴答数，计算从辅助测试任务发送消息到主测试任务接收到该消息的系统时钟滴答数差值，用该差值除以CPU时钟频率作为辅助测试任务到主助测试任务的任务切换时间。按照本专利技术提供的测试方法，在所述步骤5.1)之前，辅助测试任务处于等待主测试任务发送消息的阻塞状态，主测试任务处于判断测试是否开始的循环等待工作状态。按照本专利技术提供的测试方法，所述步骤5.3)中所述Ts是指主测试任务和辅助测试任务间发送消息的间隔时间。按照本专利技术提供的测试方法，所述步骤5.4)还包括：在主测试任务中，将通过负载控制设置接口设置的CPU占用率参数和被测操作系统当前CPU占用率进行比较来判断CPU占用率是否达标，当判定CPU占用率不达标时，调用负载调节模块增大所述延时Ts使CPU占用率降低或者通过减少所述延时Ts使CPU占用率提高来调节测试过程中的CPU占用率使其达标。按照本专利技术提供的测试方法，所述当前CPU占用率是在主测试任务中使用被测操作系统的系统调用功能获取的。按照本专利技术提供的测试方法，所述步骤5.4)还包括：在主测试任务和辅助测试任务中将CPU占用率达标情况下统计的测试完成次数与通过负载控-->制设置接口设置的测试次数参数进行比较来判断测试过程是否结束。本专利技术提供的一种嵌入式操作系统调度性能的测试方法，通过在测试任务切换前后记录系统时钟滴答数来计算测试任务间的任务切换时间，方便简单，能达到较高的精度；进一步，通过负载调节模块调整测试过程中的CPU占用率使之达到期望值，从而可以得到不同负载情况下的调度性能，为评估嵌入式操作系统间的调度性能提供了比较依据；进一步，在负载控制设置接口预留了其它负载调节的设置接口，方便在实际应用中根据需要增加其它的方面的负载调节，具有较好的扩充性；进一步，本专利技术提供的方法在其他操作系统中也可以应用，如个人计算机操作系统、网络操作系统、实时操作系统等，还同样适用于操作系统其它方面性能测试，如信号量交替延迟时间测试等。附图说明下面结合附图和具体实施例进一步对本专利技术进行详细说明。图1是本专利技术嵌入式操作系统调度性能测试软件结构示意图。图2是本专利技术嵌入式操作系统调度性能测试软件实施流程示意图。图3是本专利技术主测试任务、辅助测试任务实施流程示意图。图4是本专利技术CPU占用率达标判定及调节实施流程示意图。具体实施方式本专利技术嵌入式操作系统调度性能测试软件结构如图1所示，包括：负载控制设置接口101，用以完成本专利技术的用户接口界面，设置测试所需的各种参数，可以包括多个负载设置接口，如：设置其他负载占用率、设置CPU占用率、设置测试次数；其中，负载占用率设置接口可以预留，可以扩充，也可以裁剪掉。测试任务A，即调度测试中的主测试任务103，测试任务B，即调度测试中的辅助测试任务102，是调度性能测试的两个主体任务，完成任务切换时间的计算。两个测试任务的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种嵌入式操作系统调度性能的测试方法，其特征在于，包括以下步骤：１．１）通过负载控制设置接口（１０１）预先设置对应测试参数；１．２）创建辅助测试任务（１０２）和主测试任务（１０３）；１．３）在主测试任务（１０３）和辅助测试任务（１０２）之间通过互发消息完成任务切换，根据切换前后记录的被测操作系统（１０５）的系统时钟滴答数计算调度的任务切换时间。

【技术特征摘要】
1.一种嵌入式操作系统调度性能的测试方法，其特征在于，包括以下步骤：1.1)通过负载控制设置接口(101)预先设置对应测试参数；1.2)创建辅助测试任务(102)和主测试任务(103)；1.3)在主测试任务(103)和辅助测试任务(102)之间通过互发消息完成任务切换，根据切换前后记录的被测操作系统(105)的系统时钟滴答数计算调度的任务切换时间；2.根据权利要求1所述测试方法，其特征在于，所述负载控制设置接口(101)包括负载占用率设置接口、CPU占用率设置接口和测试次数设置接口，其中负载占用率设置接口是所述负载控制设置接口(101)中的预留接口。3.根据权利要求1所述测试方法，其特征在于，所述步骤1.1)中当通过负载控制设置接口(101)设置了负载占用率参数时，所述步骤1.1)和步骤1.2)之间还包括：调用负载调节模块(104)调节负载占用率使其达到设置的负载占用率参数期望值。4.根据权利要求1所述测试方法，其特征在于，所述步骤1.2)中创建辅助测试任务(102)和主测试任务(103)是通过调用被测操作系统(105)的系统调用功能完成的。5.根据权利要求1所述测试方法，其特征在于，所述步骤1.3)具体包括以下步骤：5.1)主测试任务(103)记录被测操作系统(105)当前的系统时钟滴答数，通过任务间消息发送接口发送消息至辅助测试任务(102)；5.2)辅助测试任务(102)收到主测试任务(103)发来的消息后，记录被测操作系统(105)当前的系统时钟滴答数，计算从主测试任务(103)发送消息到辅助测试任务(102)接收到该消息的系统时钟滴答数差值，用该差值除以CPU时钟频率作为主测试任务(103)到辅助测试任务(102)的任务切换时间；5.3)辅助测试任务(102)...

【专利技术属性】
技术研发人员：牛恒武，何星，蔡勇，
申请(专利权)人：中兴通讯股份有限公司，
类型：发明
国别省市：94[中国|深圳]