系统

核心需求

性能指标

QT仪表系统

硬实时性、高可靠性

帧率≥60Hz，渲染延迟≤16ms，中断响应≤50μs

Android娱乐系统

高并发、低抖动

应用启动延迟≤300ms，音视频同步误差<10ms

机制

原理

优化策略

工具

CPU隔离

避免核间干扰

为QT仪表保留物理核（如CPU0-3）：isolcpus=0-3

/sys/devices/system/cpu

实时抢占

降低任务延迟

启用PREEMPT_RT补丁，优先级：仪表>Android

cyclictest -l 100000

调度器配置

- QT仪表：Deadline调度器（保证帧渲染）
- Android：CFS+SchedTune（提升UI响应）

chrt -d 0 <task>
/dev/cpuctl/tasks

模块

问题点

优化方案

效果评估

CMA分配器

Android大内存需求挤压QT显存

限制Android CMA：cma=256M@0-7

`dmesg

ZRAM/交换抑制

内存压缩影响实时性

禁用ZRAM，增加DDR带宽预留

vmstat 1

透明大页

Huge Page导致内存碎片

为QT启用：always，Android禁用：madvise

echo always >/sys/kernel/mm/transparent_hugepage/enabled

存储设备

策略组合

参数调整

eMMC/UFS

读写分离：
- QT仪表：BFQ调度器（低延迟保障）
- Android：Kyber调度器（高吞吐）

echo bfq >/sys/block/mmcblk0/queue/scheduler
echo kyber >/sys/block/sda/queue/scheduler

优化参数

- 队列深度降为16（防饿死）
- 增加CFQ时间片：slice_idle=0

echo 16 > /sys/block/mmcblk0/queue/nr_requests

技术

原理

实施步骤

中断绑定

避免CPU核争抢中断

将显示/音频中断绑定至专用核：
echo "0000100" >
/proc/irq/123/smp_affinity

自旋锁替代

减少内核锁冲突

替换为mutex_unlock()（QT渲染线程）
Android全局锁改为RCU机制

CPU频率锁定

防DVFS干扰实时性

锁定仪表核至最高频：
echo performance >
/sys/devices/system/cpu/cpu0/cpufreq/scaling_governor

问题

解决方案

内核参数

VSync信号冲突

主屏（仪表）使用硬件VSync，副屏（Android）用软件同步

drm.vblankoffdelay=0

多图层合成延迟

启用Overlay合成引擎（bypass合成器）

persist.hwc.enable_overlay=1

内存带宽争抢

限制Android最大带宽：
echo 4000000000 >
/sys/class/devfreq/gpu/max_freq

层

优化点

调优参数

Socket层

Android应用设置TCP_NODELAY

setsockopt(fd, TCP_QUICKACK)

QoS策略

仪表CAN报文最高优先级：
tc qdisc add dev can0 root handle 1: prio priomap 0 0 0 1 2 2 2 2

零拷贝传输

QT仪表DMA直传显示帧：
dma-buf共享内存机制

指标

QT目标

Android目标

监控命令

帧抖动

<±2ms

<±10ms

`dmesg

CPU空闲率

>30%

>15%

mpstat -P ALL 1

I/O等待

<5%

<10%

iostat -x 1

机制

作用

触发条件

硬件看门狗

强制复位系统

核心线程300ms无响应

Softdog

优雅重启Android系统

SurfaceFlinger超时3次

场景

优化前

优化后

提升幅度

冷启动仪表

420ms

280ms

↑33%

Android多任务切换

1.2s

560ms

↑53%

双系统并行视频卡顿率

35%

2.1%

↑94%