前言：在工業(yè)控制、智能設(shè)備等領(lǐng)域，處理器的實(shí)時(shí)性表現(xiàn)直接決定了設(shè)備的響應(yīng)速度與運(yùn)行穩(wěn)定性。眺望電子基于RK3576評(píng)估板，通過(guò)RT補(bǔ)丁實(shí)現(xiàn)微秒級(jí)精準(zhǔn)響應(yīng)，延遲7us、滿(mǎn)載抖動(dòng)<10 us的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)證明它的硬核實(shí)力！

一、測(cè)試環(huán)境

1.1RK3576 核心板介紹

本次測(cè)試的主角是Core-RK3576J V1.1 核心板，搭載 Rockchip 新一代旗艦 RK3576 處理器：

• 先進(jìn) 8nm 制程工藝，4核 Cortex-A72+4 核 Cortex-A53 架構(gòu)，主頻高達(dá) 2.2GHz；
• 核心板采用高速板對(duì)板連接器，集成處理器、LPDDR4、EMMC、PMIC等關(guān)鍵器件。
  

圖?1? Core-RK3576核心板正反面圖

1.2測(cè)試步驟

步驟 1：運(yùn)行實(shí)時(shí)性測(cè)試程序在評(píng)估板終端輸入指令，執(zhí)行 100 萬(wàn)次循環(huán)測(cè)試，記錄任務(wù)調(diào)度延遲數(shù)據(jù)：

root@rk3576-ubuntu:/# cyclictest -l1000000-m -Sp99 --policy=fifo -h25000-q > 測(cè)試結(jié)果文件

• 參數(shù)解析：-l 1000000（測(cè)試 100 萬(wàn)次）、-m（鎖定內(nèi)存，避免交換影響）、-Sp99（任務(wù)優(yōu)先級(jí) 99）、--policy=fifo（FIFO 調(diào)度策略）、-h 25000（迭代間隔 25 微秒）。
  

步驟 2：模擬 CPU 壓力（負(fù)載測(cè)試場(chǎng)景）使用 stress-ng 工具讓 CPU 滿(mǎn)載運(yùn)行，模擬高負(fù)載環(huán)境：

root@rk3576-ubuntu:/# stress-ng -c8--cpu-method fft --timerfd-freq1000000-t24h &

• 參數(shù)解析：-c 8（占用 8 核 CPU）、--cpu-method fft（用 FFT 算法模擬負(fù)載）、-t 24h（持續(xù) 24 小時(shí)）。

步驟 3：數(shù)據(jù)可視化與分析將測(cè)試結(jié)果文件傳輸至 Ubuntu 系統(tǒng)，使用 gnuplot 生成延遲分布圖，直觀呈現(xiàn)實(shí)時(shí)性表現(xiàn)：

# 安裝可視化工具sudo apt install gnuplot -y# 運(yùn)行腳本生成圖表./rt_createpng.sh 測(cè)試結(jié)果文件 輸出圖表.png

二、指令解析

2.1cyclictest指令

cyclictest是一個(gè)用于測(cè)試系統(tǒng)中周期性任務(wù)調(diào)度的工具。它可以測(cè)量系統(tǒng)在不同負(fù)載下的實(shí)時(shí)性能，并提供有關(guān)任務(wù)調(diào)度延遲和抖動(dòng)的信息。

root@rk3576-ubuntu:/#cyclictest -l1000000-m -Sp99 --policy=fifo -h25000-q >output-rk3576-nort

參數(shù)解析：

• -l 1000000：指定測(cè)試運(yùn)行的迭代次數(shù)為1000000次
• -m：?jiǎn)⒂脙?nèi)存鎖定，以避免測(cè)試過(guò)程中的內(nèi)存交換影響實(shí)時(shí)性
• -Sp99：設(shè)置測(cè)試任務(wù)的優(yōu)先級(jí)為99
• --policy=fifo：設(shè)置測(cè)試任務(wù)的調(diào)度策略為FIFO（先進(jìn)先出）
• -h 25000：設(shè)置每個(gè)測(cè)試迭代之間的延遲時(shí)間為25000納秒（25微秒）
• -q：禁止輸出額外的信息，只輸出測(cè)試結(jié)果
• && tail -n 11 output-cpu-rt：在cyclictest測(cè)試完畢后打印最后的總結(jié)數(shù)據(jù)

2.2stress-ng指令

stress-ng是一個(gè)用于模擬系統(tǒng)負(fù)載的工具，可以測(cè)試系統(tǒng)的穩(wěn)定性和性能

root@rk3576-ubuntu:/#stress-ng -c4--cpu-method fft --timerfd-freq1000000-t24h &

參數(shù)解析：

• -c4：表示使用4個(gè)CPU核心進(jìn)行測(cè)試
• –cpu-method fft：指定使用FFT算法進(jìn)行CPU負(fù)載測(cè)試
• –timerfd-freq 1000000：設(shè)置定時(shí)器頻率為1000000，用于控制測(cè)試的時(shí)間間隔。
• -t 24h：設(shè)置測(cè)試時(shí)間為24小時(shí)
• &：在后臺(tái)運(yùn)行該命令

三、數(shù)據(jù)實(shí)測(cè)

我們分別在無(wú)preempt-rt 補(bǔ)丁和打 preempt-rt 補(bǔ)丁兩種場(chǎng)景下，測(cè)試了 “空載”和 “CPU 滿(mǎn)載”（8 核高負(fù)載）狀態(tài)的實(shí)時(shí)性，操作如下：

3.1未打入RT實(shí)時(shí)補(bǔ)丁

3.1.1空載運(yùn)行測(cè)試在終端輸入如下指令進(jìn)行測(cè)試：

root@rk3576-ubuntu:/#cyclictest -l1000000-m -Sp99 --policy=fifo -h25000-q >output-kong-nort

root@rk3576-ubuntu:/#tail -n 11 output-kong-nort

圖?3-1?實(shí)時(shí)性測(cè)試（nort-空載）生成數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)圖如下：圖?3-2CPU實(shí)時(shí)性數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)圖（nort-空載運(yùn)行）
3.1.2 CPU壓力測(cè)試使用FFT算法對(duì)CPU進(jìn)行負(fù)載測(cè)試：

root@rk3576-ubuntu:/#stress-ng -c8--cpu-method fft --timerfd-freq1000000-t24h &

root@rk3576-ubuntu:/#cyclictest -l1000000-m -Sp99 --policy=fifo -h25000-q >output-cpu-nort

root@rk3576-ubuntu:/#tail -n 11 output-cpu-nort

圖?3-3?實(shí)時(shí)性測(cè)試（nort-CPU滿(mǎn)載）生成數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)圖如下：圖?3-4?CPU實(shí)時(shí)性數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)圖（nort-滿(mǎn)載運(yùn)行）

3.2打入RT實(shí)時(shí)補(bǔ)丁

3.2.1空載運(yùn)行在終端輸入如下指令進(jìn)行測(cè)試：

root@rk3576-ubuntu:/# cyclictest -l1000000-m -Sp99 --policy=fifo -h25000-q > output-kong-rt

root@rk3576-ubuntu:/# tail -n 12output-kong-rt

圖3-5實(shí)時(shí)性測(cè)試（rt-空載）生成數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)圖如下：

圖3-6CPU實(shí)時(shí)性數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)圖（rt-空載運(yùn)行）3.2.2 CPU壓力測(cè)試使用FFT算法對(duì)CPU進(jìn)行24小時(shí)負(fù)載測(cè)試：

root@rk3576-ubuntu:/#stress-ng -c8--cpu-method fft --timerfd-freq1000000-t24h &

root@rk3576-ubuntu:/#cyclictest -l1000000-m -Sp99 --policy=fifo -h25000-q >output-cpu-rt

root@rk3576-ubuntu:/#tail -n 11 output-cpu-rt

圖3-7實(shí)時(shí)性測(cè)試（rt-CPU滿(mǎn)載）生成數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)圖如下：

圖3-8CPU實(shí)時(shí)性數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)圖（rt-滿(mǎn)載運(yùn)行）

3.3數(shù)據(jù)對(duì)比

3.3.1不打 preempt-rt 補(bǔ)丁

結(jié)論：原生系統(tǒng)下，最大延遲普遍較高，空載時(shí) CPU2 甚至達(dá)到 14788us（約 14.8ms），滿(mǎn)載時(shí) CPU0 最大延遲 5368us（約 5.4ms），實(shí)時(shí)性表現(xiàn)一般。
3.3.1打 preempt-rt 補(bǔ)丁

結(jié)論：打補(bǔ)丁后，實(shí)時(shí)性大幅提升 —— 空載時(shí)所有核心最大延遲不超過(guò) 7us，滿(mǎn)載時(shí)最大延遲僅 11us（CPU0），完全滿(mǎn)足工業(yè)級(jí)實(shí)時(shí)響應(yīng)需求。

總結(jié)

從測(cè)試數(shù)據(jù)可以清晰看出：

1. preempt-rt 補(bǔ)丁的關(guān)鍵作用：通過(guò)優(yōu)化內(nèi)核調(diào)度，RK3576 的最大延遲從毫秒級(jí)降至微秒級(jí)，實(shí)時(shí)性提升超 1000 倍；
2. 高負(fù)載穩(wěn)定性：即使在 8 核滿(mǎn)載狀態(tài)下，打補(bǔ)丁后的系統(tǒng)仍能保持極低延遲，確保設(shè)備在復(fù)雜場(chǎng)景下的可靠運(yùn)行；

同時(shí)把“高性能 + 硬實(shí)時(shí) + 低成本”拉滿(mǎn)的方案不多，RK3576 算一個(gè)；無(wú)論是工業(yè)控制（需微秒級(jí)響應(yīng)）、智能終端（需流暢交互）還是 AI 邊緣計(jì)算（需高效任務(wù)調(diào)度），RK3576 都能勝任。請(qǐng)關(guān)注眺望電子公眾號(hào)并聯(lián)系我們，獲取完整測(cè)試報(bào)告與軟硬件設(shè)計(jì)參考資料，我們將竭誠(chéng)為您服務(wù)！