嵌入式Linux帶有負載平衡機制，但有一個缺點:操作系統會產生很高的開銷，這可能會嚴重影響確定性。由于大多數硬實時RTOS不支持SMP架構上的負載平衡，開發者通常求助于構建他們自己的支持。這項工作本身也存在挑戰：

l資源使用：由于每個內核都有自己的緩存、寄存器和其他獨特的功能，嵌入式開發人員必須花時間徹底了解平臺，以便在不影響性能或資源爭用的情況下有效地分配任務。

l內存訪問：如果開發人員將具有公共內存池的任務分配給不同的內核，如果沒有充分考慮應用程序的控制和數據流，就可能會出現內存訪問爭用問題。

l任務優先級：開發人員必須了解所有任務的優先級和截止日期，以確保高優先級任務被分配了足夠的資源和時間來避免延遲。

l動態適應：因為負載平衡是一個適應不斷變化的系統條件的過程，所以開發人員必須實現某種反饋循環或控制機制，以便在運行時不斷重新評估線程分配并調整策略。

l同步開銷：開發人員必須最大限度地減少內核間任務切換所需的開銷，以減少延遲并保持系統的實時響應能力。

RTOS級別的負載平衡

像PX5RTOS這樣的RTOS是為基于多核MPU的應用程序設計的，它提供了內置的負載平衡，與嵌入式Linux和其他操作系統相比，它可以以顯著更低的開銷滿足硬實時決定論。PX5RTOS實現了本機POSIXpthreadsAPI，運行所需空間小于10KB，具有極強的可移植性和資源效率，使嵌入式開發人員無需構建自己的負載均衡器。

這款RTOS本地負載平衡器的運行方式與許多流行的負載平衡技術相同：

1.給定任意數量的內核，RTOS會跟蹤每個內核上運行的線程。當一個內核變得空閑并且一個線程可用于調度時，RTOS調度該線程在該內核上運行。

2.如果沒有空閑的內核，并且有一個新線程準備就緒，則RTOS使用該線程的優先級進行調度:如果其優先級高于當前正在運行的任何其他線程，則RTOS會調度新線程來搶占正在運行的線程。如果其優先級低于當前運行的任何線程，RTOS將等待下一個可用的內核運行。

這種方法使用與嵌入式Linux相同的處理器親和API，使得開發人員可以輕松地將線程分配給特定的內核，并依靠RTOS來執行這種分配。與大多數RTOS一樣，開發人員必須確保共享資源的正確管理，以避免爭用問題。

并非所有線程都被認為是平等的

在典型的單核、基于優先級的搶占式調度環境中，嵌入式開發人員一次只能運行一個線程。在SMP環境中，這種情況無法保證，因為多線程可以在任意數量的內核上并行運行。為了避免這種行為對要求在給定時間只運行最高優先級線程的系統的潛在負面影響，PX5RTOS使開發人員能夠配置調度，只允許同等優先級的線程在所有內核上并行運行。這種方法加強了更嚴格的并行度，使開發人員對他們系統的可預測性更有信心。

結論

開發人員必須實現動態負載平衡，才能在占地面積小、功耗低的多核平臺上實現硬實時性能和響應能力。像PX5RTOS加載平衡功能這樣的機制支持就緒應用程序線程與可用內核的動態配對，所有這些都在一個超小型(小于10KB)、超可移植(具有完全兼容的pthreadsAPI)和經過嚴格測試(每個版本的100%C語句和分支決策覆蓋率)的包中。

RTOS本機負載平衡使嵌入式開發開發人員能夠專注于應用程序邏輯和測試，而不必構建自己的跨多個處理器分配工作負載的方法。