目前网上的博客很多关于xenomai实时操作系统的安装，但是很少对不同硬件平台的测试。本篇内容介绍下Intel 赛扬J6412安装xenomai实测效果。为什么要选取J6412呢，因为Intel 在低端边缘控制领域对Elkhart Lake做了一定的优化。既然是工业级的实时应用，本次专门选取了一台J6412 CPU的工业电脑作为测试主机，机器包含两个Intel I211 千兆网口，方便后续做Ethercat 的安装。

BIOS 配置

X86平台安装实时操作系统时，首先要对BIOS 配置进行修改，关闭可能影响实时性的配置。

依照Intel的介绍，x86 平台的一些BIOS 配置尽可能多的修改如下配置，不同硬件平台配置选项位置可能不太一样，根据CPU 功能不一样有些选项不一定会有。

本次选用的工控机修改了以下选项，部分选项在此平台中没有（仅供参考，不同厂家BIOS 开放程度不一样部分选项可能被隐藏）

下载源码

安装ubuntu 18.04系统，本篇不对系统安装介绍

2、Xenomai 官方Linux内核源码：linux-dovetail-v5.10.76-dovetail3.tar.gz

下载链接

3、Xenomai 内核源码：xenomai-v3.2.1.tar.gz

下载链接

4、IGH 源码：xenomai-v3.2.1.tar.gz

下载链接

以上所有源码也可在文章后面链接下载

安装工具

1、开局先换源

sudo gedit /etc/apt/sources.list

将http://cn.archive.ubuntu.com 全部替换成http://mirrors.aliyun.com

sudo apt update

2、安装以下工具

sudo apt-get install gcc git libncurses5-dev make flex bison libssl-dev libelf-dev automake libtool m4 autoconf fuse debhelper findutils autotools-dev pkg-config libltdl-dev

解压压缩包

1、进入存放源码的路径下

sudo tar xf linux-dovetail-v5.10.76-dovetail3.tar.gz

sudo tar xf xenomai-v3.2.1.tar.gz

2、将解压后的文件拷贝到制定文件夹中

sudo mkdir /usr/src/xenomai

sudo cp -r linux-dovetail-v5.10.76-dovetail3 /usr/src/xenomai

sudo cp -r xenomai-v3.2.1 /usr/src/xenomai

导入内核

将xenomai导入到待编译的内核中

cd /usr/src/xenomai/linux-dovetail-v5.10.76-dovetail3

sudo /usr/src/xenomai/xenomai-v3.2.1/scripts/prepare-kernel.sh --arch=x86_64

配置内核

配置内核可以直接导入配置文件，或者逐项配置

cd /usr/src/xenomai/linux-dovetail-v5.10.76-dovetail3/

sudo make menuconfig

1、直接导入本人配置好的文件

文章后面网盘下载xenomai.config，将xenomai.config拷贝到/usr/src/xenomai/linux-dovetail-v5.10.76-dovetail3/

选择Load输入 xenomai.config点OK ，跳到“编译内核及模组”步骤继续往下进行

2、内核逐项配置参考如下

* General setup

--> Local version - append to kernel release: -xenomai（后面所有配置用此名字）

--> Timers subsystem

---> High Resolution Timer Support [*]（默认无需修改）

* Pocessor type and features

--> Processor family

---> Core 2/newer Xeon (if “cat /proc/cpuinfo | grep family”

returns 6, otherwise set as Generic otherwise)

--> Multi-core scheduler support []（关闭）

* Xenomai/cobalt

--> Sizes and static limits（以下默认无需修改）

---> Number of registry slots (512 --> 4096)

---> Size of system heap (Kb) (4096 --> 4096)

---> Size of private heap (Kb) (256 --> 256)

---> Size of shared heap (Kb) (256 --> 256)

---> Maximum number of POSIX timers per process (256 --> 512)

--> Drivers

---> RTnet

---> RTnet, TCP/IP socket interface (Enable)

----> Drivers

-----> New intel(R) PRO/1000 PCIe(Gigabit) [M]（模块）

-----> Realtek 8169(Gigabit) [M]（模块）

-----> Loopback [M]（默认）

----> Add-Ons

-----> Real-Time Capturing Support [M]（模块）

* Power management and ACPI options

--> CPU Frequency scaling

---> CPU Frequency scaling []（关闭）

--> ACPI (Advanced Configuration and Power Interface) Support

---> Processor []（关闭）

--> CPU Idle

---> CPU idle PM support []（关闭）

* Memory Management Options

---> Transparent Hugepage Support []（关闭）

---> Allow for memory compaction []（关闭）

---> Contiguous Memory Allocator []（关闭）

---> Page Migration []（关闭）

* Device Drivers

--> Unisys visorbus driver [](关闭)

* Pocessor type and features

--> Enable Maximum number of SMP Processors and NUMA Nodes []（可选）

* Xenomai/cobalt

--> Drivers

---> Real-time IPC drivers [*] （双击空格选定为*）（可选）

---> RTIPC protocol family <M>（默认）

---> XDDP cross-domain datagram protocol [*]（默认）

---> IDDP intra-domain datagram protocol [*]（默认）

---> Number of IDDP communication ports (32) （默认）

---> Buffer protocol [*]（默认）

---> Number of BUFP communication ports (32) （默认）

编译内核及模组

J6412配置较低编译过程需要3个多小时

sudo make -j4 bzImage

sudo make -j4 modules

sudo make INSTALL_MOD_STRIP=1 modules_install

安装内核

1、将内核编译源码路径下的.config文件拷贝到/boot路径下并重命名：

sudo cp /usr/src/xenomai/linux-dovetail-v5.10.76-dovetail3/.config /boot

sudo mv /boot/.config /boot/config-5.10.76-xenomai

2、将内核编译源码中的bzImage拷贝被到/boot下并重命名：

Sudo cp /usr/src/xenomai/linux-dovetail-v5.10.76-dovetail3/arch/x86_64/boot/bzImage /boot

sudo mv /boot/bzImage /boot/vmlinuz-5.10.76-xenomai

3、将内核编译源码中的System.map拷贝被到/boot下并重命名：

sudo cp /usr/src/xenomai/linux-dovetail-v5.10.76-dovetail3/System.map /boot

sudo mv /boot/System.map /boot/System.map-5.10.76-xenomai

4、将make modules_install生成的模组（/lib/modules/5.10.76-xenomai）拷贝到要替换内核系统的/lib/modules下。生成/boot/initrd.img-5.10.76-xenomai文件：

cd /lib/modules/5.10.76-xenomai

sudo update-initramfs -c -k 5.10.76-xenomai

文件结尾有编译好的内核安装文件下载链接，可下载后拷贝到/boot目录

允许非root用户

sudo addgroup xenomai --gid 1234

sudo addgroup root xenomai

sudo usermod -a -G xenomai $USER

配置GRUB

sudo gedit /etc/default/grub

具体配置如下

GRUB_DEFAULT="Advanced options for Ubuntu>Ubuntu, with Linux 5.10.76-xenomai"

GRUB_TIMEOUT=10

GRUB_CMDLINE_LINUX_DEFAULT="quiet splash xenomai.allowed_group=1234"

更新grub

sudo update-grub

sudo update-grub2

重启电脑，看下版本号，确定xenomai内核

uname -a

dmesg | grep -i xenomai

安装 xenomai 库
1. 编译命令如下

cd /usr/src/xenomai/xenomai-v3.2.1

sudo ./scripts/bootstrap

sudo ./configure --with-pic --with-core=cobalt --enable-smp --disable-tls --enable-dlopen-libs --disable-clock-monotonic-raw

sudo make -j4

sudo make -j4 install

2.更新环境变量

echo '

### Xenomai

export XENOMAI_ROOT_DIR=/usr/xenomai

export XENOMAI_PATH=/usr/xenomai

export PATH=$PATH:$XENOMAI_PATH/bin:$XENOMAI_PATH/sbin

export PKG_CONFIG_PATH=$PKG_CONFIG_PATH:$XENOMAI_PATH/lib/pkgconfig

export LD_LIBRARY_PATH=$LD_LIBRARY_PATH:$XENOMAI_PATH/lib

export OROCOS_TARGET=xenomai

' >> ~/.xenomai_rc

echo 'source ~/.xenomai_rc' >> ~/.bashrc

source ~/.bashrc

3.修改权限：

sudo chmod -R 777 /dev/rtdm/memdev-private

sudo chmod -R 777 /dev/rtdm/memdev-shared

4.测试实时效果

sudo /usr/xenomai/bin/latency

6小时测试结果如下图所示：

5.修复xenomai负延迟

sudo -s

echo 0 >/proc/xenomai/latency

sudo /usr/xenomai/bin/latency

运行一段时间后记录下“last_best”的值，令YOUR_VALUE=这个值x1000

echo YOUR_VALUE >/proc/xenomai/latency

编译安装IgH Ethercat

1、解压ethercat-e1000e-5.10.tar.gz，复制到xenomai/目录

sudo tar xf ethercat-e1000e-5.10.tar.gz

sudo cp -r ethercat-e1000e-5.10 /usr/src/xenomai/

cd /usr/src/xenomai/ethercat-e1000e-5.10

2、编译源码

sudo ./bootstrap

sudo ./configure --with-module-dir=/lib/modules/5.10.76-xenomai --enable-generic --enable-8139too=no --enable-e1000e --enable-cycles --enable-hrtimer --with-xenomai-dir=/usr/xenomai --prefix=/opt/etherlab

sudo make -j4 #编译

sudo make -j4 modules #编译模块

sudo make -j4 install #安装

sudo make -j4 modules_install #安装模块

3、配置

sudo mkdir /etc/sysconfig #创建文件夹

sudo cp /opt/etherlab/etc/sysconfig/ethercat /etc/sysconfig/ #复制配置文件

sudo cp /opt/etherlab/etc/init.d/ethercat /etc/init.d/ #复制启动脚本

sudo chmod a+x /etc/init.d/ethercat

sudo update-rc.d ethercat defaults

4、使能ethercat工具

sudo ln -s /opt/etherlab/bin/ethercat /usr/local/bin/ethercat

5、配置用户权限

sudo gedit /etc/udev/rules.d/99-EtherCAT.rules

输入下列内容 KERNEL=="EtherCAT[0-9]*", MODE="0664", GROUP="users"

6、把相关模块放进系统目录，如果使用通用网卡是这样的

sudo cp devices/ec_generic.ko /lib/modules/$(uname -r)

sudo cp master/ec_master.ko /lib/modules/$(uname -r)

如果使用专用网卡需要多进一个目录，是这样的

sudo cp devices/e1000e/ec_e1000e.ko /lib/modules/$(uname -r)

sudo cp master/ec_master.ko /lib/modules/$(uname -r)

7、执行命令查看网卡MAC地址和类型

sudo depmod

ifconfig

8、配置网卡

sudo gedit /etc/sysconfig/ethercat

修改如下两处：

MASTER0_DEVICE=" 00:30:64:52:24:db" #主机配置Ethercat MAC address

DEVICE_MODULES="igb" #Intel i211 配置IGB

9、启动Ethercat主站

sudo /etc/init.d/ethercat start

如果主站启动则表示安装成功。

ethercat tool命令查看

sudo ethercat --h

10、配置系统ethercat库

sudo gedit /etc/ld.so.conf

添加 /opt/etherlab/lib

sudo ldconfig

通过下面指令测试是否安装

sudo ldconfig -v | grep libether*

成功安装会显示 libethercat.so.1 -> libethercat.so.1.1.0

至此所有安装及配置步骤完成。

附件

编译及配置文件下载：

链接：https://pan.baidu.com/s/1YeeymnTWnX8NjXIuQfiD3A

提取码：wmmn

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Intel 赛扬J6412 + Ubuntu 18.04+ Xenomai-v3.2.1+IgH Ethercat_赛扬j6412 ubuntu xenomai

BIOS 配置

下载源码

安装工具

解压压缩包

导入内核

配置内核

1、直接导入本人配置好的文件

2、 内核逐项配置参考如下

编译内核及模组

安装内核

安装 xenomai 库

编译安装IgH Ethercat

附件

2、内核逐项配置参考如下