瑞芯微RK35XX系列Linux实时性详细测试对比（ PREEMPT_RT和Xenomai ）

工业控制、工业网关、轨道交通、能源电力等场景，都需要一个运行稳定、可靠的“实时操作系统”。RT-Linux作为一款开源实时性操作系统，拥有实时性内核、开源、免费、功能完善等特性，完美满足了工业场景需求。

本文基于触觉智能旗下瑞芯微RK系列开发板，历经240小时实测！展开RT-Linux实时性系统两大内核：PREEMPT_RT与Xenomai实时性数据测评！

RT-Linux内核简介

• PREEMPT_RT

PREEMPT_RT是RT-Linux实时性内核补丁，通过增强内核抢占能力、将中断处理线程化、改造锁机制等方式，大幅降低系统延迟峰值（低至微秒级），减少 “不可抢占” 场景，使 Linux 能更好适配工业控制、机器人、自动驾驶等对实时响应要求严苛的场景，目前其核心功能已逐步整合到 Linux 主线内核，可通过配置直接启用。

• Xenomai

Xenomai是一套为嵌入式系统设计的实时开发框架，通过 “双内核” 架构（在 Linux 内核旁运行实时微内核），为应用提供纳秒级别的硬实时响应能力，同时允许实时任务与 Linux 系统服务协同工作，广泛用于工业自动化、机器人、航空航天等对实时性要求极高的场景，支持多种硬件架构且兼容POSIX 实时接口。

• 实时性测试环境

测试主板：触觉智能旗下瑞芯微RK35XX系列开发板，包括RK3506、RK3562、RK3568、RK3576、RK3588。

软件测试工具：Cyclictest（通过串口工具命令操作）

RT-Linux系统-PREEMPT_RT内核测试

触觉智能RK3506、RK3562、RK3576、RK3568、RK3588五款开发板，分别在CPU空载、满负荷+核心隔离的三种情况下，运行指令连续测试24小时，数据如下：

• RK3506系统内核为Linux Kernel6.1.84

• RK3562-系统内核为Linux Kernel5.10.226

• RK3568系统内核为Linux Kernel5.10.209

• RK3576系统内核为Linux Kernel6.1.99

• RK3588-系统内核为Linux Kernel5.10.226

• RK系列开发板PREEMPT_RT实测数据对比

RT-Linux系统-Xenomai内核测试

Xenomai与PREEMPT_RT测试方法一致，数据如下：

• RK3506

• RK3562

• RK3568

• RK3576

• RK3588

• RK系列开发板Xenomai实测数据对比

结论分析

在处理器性能差异的情况下，触觉智能RK3506（Linux6.1内核）实时性延迟竟超过了性能更优的RK3568（Linux5.10内核）表现。经验证主要有以下几点原因造成:

（1）调度器改进

Linux 6.1对调度器（如CFS）进行了多项优化，包括负载均衡算法改进（如公平组调度优化），减少了任务迁移延迟。

（2）中断线程化增强

Linux 6.1改进了线程化中断（IRQ threads）的优先级管理，确保高优先级中断能更快抢占低优先级线程。例如，irq_work_queue()的优化减少了中断处理延迟。

（3）锁机制优化

Linux 6.1引入了更细粒度的rtmutex锁优化，减少了RT任务在争抢锁时的等待时间。例如，通过“锁 stealing”机制避免无效的唤醒操作。

（4）Preempt-RT补丁版本

Linux 6.1集成了更新的RT补丁，修复了5.10的早期版本（如RK3568的5.10.209）的定时器竞争条件和优先级继承漏洞。