【RV1126B 实战连载 02】AI 视觉 工业硬实时，RV1126B 实时性能深度实测

 

前言：
 

本期聚焦：对于 RV1126B 而言，强悍的 AI 推理能力只是上半场——能否在硬核实时场景中稳定输出低延迟响应，才是决定其能否打入工业控制、机器人核心环节的关键，本期则为大家展示RV1126B 实时性能深度实测数据。

 

在精密机械臂抓取、AGV 导航避障、高速产线视觉检测的场景中，控制指令的延迟往往以微秒（μs）论生死。普通 Linux 系统在非实时负载下，调度延迟可能飙升至数十甚至上百微秒，导致视觉识别到执行动作的链条出现不可控的抖动。

一、PREEMPT_RT 补丁

 

PREEMPT_RT（Real-Time Preemption）是 Linux 内核的硬实时补丁，通过将内核中的不可抢占区段最小化，使高优先级任务能够以可预测的延迟得到调度。

为了验证 RV1126B 在工业实时场景下的真实表现，我们基于眺望电子IPC-RV1126B AI视觉开放套件进行了完整的对比测试：

●  测试工具：cyclictest（周期任务调度测试黄金标准）

●  负载模拟：stress-ng 四核 FFT 满载压力测试

●  测试周期：25μs（25000 纳秒）

●  采样次数：100 万次迭代

 1.1  指令参数解析

1.1.1 cyclictest指令

cyclictest是一个用于测试系统中周期性任务调度的工具。它可以测量系统在不同负载下的实时性能，并提供有关任务调度延迟和抖动的信息。

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root@rv1126b-buildroot:/# cyclictest -l 1000000 -m -Sp99 --policy=fifo -h 25000 -q > rv1126b-nort-kong

参数解析：

◆ -l 1000000：指定测试运行的迭代次数为1000000次；◆ -m：启用内存锁定，以避免测试过程中的内存交换影响实时性；

◆ -Sp99：设置测试任务的优先级为99；

◆ --policy=fifo：设置测试任务的调度策略为FIFO（先进先出）；

◆ -h 25000：设置每个测试迭代之间的延迟时间为25000纳秒（25微秒）；

◆ -q：禁止输出额外的信息，只输出测试结果。

1.1.2 stress-ng指令

stress-ng是一个用于模拟系统负载的工具，可以测试系统的稳定性和性能。

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root@rv1126b-buildroot:/# stress-ng -c 4 --cpu-method fft --timerfd-freq 1000000 -t 24h &

参数解析：

◆ -c 4：表示使用4个CPU核心进行测试；

◆ -cpu-method fft：指定使用FFT算法进行CPU负载测试；

◆ -timerfd-freq 1000000：设置定时器频率为1000000，用于控制测试的时间间隔；

◆ -t 24h：设置测试时间为24小时；

◆ &：在后台运行该命令。

1.1.3 cyclictest结果生成统计图方法

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root@rv1126b-buildroot:/# cyclictest -l 1000000 -m -Sp99 --policy=fifo -h 25000 -q > rv1126b-nort-kong

该指令会循环测试一百万次，请耐心等候。

可通过U盘、TF卡或网络传输等方式将其拷贝到ubuntu，这里使用网络传输拷贝到板子：

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root@rv1126b-buildroot:/# scp rv1126b-nort-kong talowe@192.168.0.216:/home/talowe/rt_test/

生成统计图

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$mkdir output $   ./rt_createpng.sh rv1126b-nort-kong output/rv1126b-nort-kong.png 

二、测试全流程

 

 2.1  CPU性能模式 + 空载测试

设置CPU运行在性能模式，板子不连接任何外设，在终端输入如下指令进行测试：

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root@rv1126b-buildroot:/# echo performance > /sys/devices/system/cpu/cpu0/cpufreq/scaling_governorroot@rv1126b-buildroot:/# echo performance > /sys/devices/system/cpu/cpu1/cpufreq/scaling_governorroot@rv1126b-buildroot:/# echo performance > /sys/devices/system/cpu/cpu2/cpufreq/scaling_governorroot@rv1126b-buildroot:/# echo performance > /sys/devices/system/cpu/cpu3/cpufreq/scaling_governorroot@rv1126b-buildroot:/# cyclictest -l 1000000 -m -Sp99 --policy=fifo -h 25000 -q > rv1126b-nort-kongroot@rv1126b-buildroot:/# tail -n 11 rv1126b-nort-kong

图2-1 CPU实时性测试（nort-空载）

生成数据统计图如下：

图2-2 CPU实时性数据统计图（nort-空载运行）

 2.2  FFT 满载压力测试

板子运行不连接任何外设，使用FFT算法对4个CPU进行24小时负载测试：

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root@rv1126b-buildroot:/# stress-ng -c 4 --cpu-method fft --timerfd-freq 1000000 -t 24h &root@rv1126b-buildroot:/# top#按q退出root@rv1126b-buildroot:/# cyclictest -l 1000000 -m -Sp99 --policy=fifo -h 25000 -q > rv1126b-nort-stressroot@rv1126b-buildroot:/# tail -n 11 rv1126b-nort-stress

图2-3 CPU实时性测试（nort-CPU满载）

生成数据统计图如下：

图2-4 CPU实时性数据统计图（nort-满载运行）

 2.3  preempt-rt + 空载测试

打了preempt-rt实时补丁之后，CPU默认跑在性能模式，板子运行不连接任何外设，在终端输入如下指令进行测试：

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root@rv1126b-buildroot:/# cyclictest -l 1000000 -m -Sp99 --policy=fifo -h 25000 -q > rv1126b-rt-kongroot@rv1126b-buildroot:/# tail -n 11 rv1126b-rt-kong

图2-5 实时性测试（rt-空载）

生成数据统计图如下：

图2-6 CPU实时性数据统计图（rt-空载运行）

 2.4  preempt-rt + FFT满载压力测试

板子运行不连接任何外设，使用FFT算法对4个CPU进行24小时负载测试：

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root@rv1126b-buildroot:/# stress-ng -c 4 --cpu-method fft --timerfd-freq 1000000 -t 24h &root@rv1126b-buildroot:/# top#按q退出root@rv1126b-buildroot:/# cyclictest -l 1000000 -m -Sp99 --policy=fifo -h 25000 -q > rv1126b-rt-stressroot@rv1126b-buildroot:/# tail -n 11 rv1126b-rt-stress

图2-7 实时性测试（rt-CPU满载）

生成数据统计图如下：

图2-8 CPU实时性数据统计图（rt-满载运行）

三、数据汇总：不打补丁 vs RT 补丁

 

 3.1  空载场景：RT-Linux 实现"零级"延迟基线

核心	系统	最小延迟	平均延迟	最大延迟
CPU0	Linux	5μs	6μs	77μs
CPU0	RT-Linux	0μs	0μs	8μs
CPU1	Linux	5μs	6μs	43μs
CPU1	RT-Linux	0μs	0μs	7μs
CPU2	Linux	5μs	6μs	33μs
CPU2	RT-Linux	0μs	0μs	5μs
CPU3	Linux	5μs	6μs	63μs
CPU3	RT-Linux	0μs	0μs	5μs

在空载状态下，RT-Linux 将平均延迟压降至 0μs，最大延迟控制在 8μs 以内，相比普通 Linux 最大延迟降低近 10 倍。这意味着在没有外部负载干扰时，RV1126B 的实时响应能力已达到工业控制领域的顶尖水准。

 3.2  满载压力：24 小时 FFT 烤机下的稳定性

当四核 CPU 以 FFT 算法满载运行 24 小时，模拟极端工业现场负载时：

 

核心	系统	最小延迟	平均延迟	最大延迟
CPU0	Linux	13μs	25μs	78μs
CPU0	RT-Linux	1μs	2μs	15μs
CPU1	Linux	15μs	29μs	67μs
CPU1	RT-Linux	1μs	2μs	13μs
CPU2	Linux	12μs	19μs	55μs
CPU2	RT-Linux	2μs	2μs	5μs
CPU3	Linux	9μs	18μs	63μs
CPU3	RT-Linux	1μs	2μs	9μs

核心发现：

● 普通 Linux 在满载下最大延迟波动剧烈（55~78μs），且平均延迟翻倍；

● RT-Linux 在满载下最大延迟仅为 5~15μs，平均延迟稳定在 2~3μs；

● 特别是 CPU2 在 RT-Linux 满载下最大延迟仅 5μs，展现出极佳的调度确定性。

 3.3  性延迟分布可视化：RT-Linux 的"窄带"优势

从统计直方图可以看出，普通 Linux 的延迟样本分布呈现明显的"长尾"特征，高延迟离群点较多；而 RT-Linux 的延迟样本高度集中在低延迟区间，对数坐标下的分布曲线近乎一条陡峭的尖峰——这正是硬实时系统追求的"确定性"。

 

四、RV1126B + RT-Linux 边缘视觉控制优选方案

 

 4.1  AI 推理与实时控制"双轮驱动"

RV1126B 不仅具备 3TOPS NPU 支撑 AI-ISP、目标检测、SLAM 等视觉算法，更通过 RT-Linux 补丁补齐了控制回路的实时性短板。视觉识别结果到 PWM/伺服指令的输出链路，不再受系统调度抖动的拖累。

 4.2  四核架构的灵活隔离

测试数据显示，四核 A53 在 RT-Linux 下均表现出一致的低延迟特性。实际项目中可通过 isolcpus + CPU 亲和性绑定，将视觉推理任务与实时控制任务进行物理隔离，实现"AI 算力不挤占控制实时性"的协同架构。

 4.3  从 IPC 到机器人、车载的跨场景复用

同一套 RV1126B 硬件平台，通过软件层面的 RT-Linux 适配，即可覆盖：

■ 工业 IPC：高速视觉检测 + 实时 IO 控制

■ AGV/AMR：SLAM 导航算法 + 电机闭环控制

■ 协作机器人：多目视觉伺服 + 关节力控

■ 车载电子：ADAS 视觉感知 + CAN 总线实时响应

 

五、小结

 

本次基于眺望电子 IPC-RV1126B AI视觉开放套件完成的实时性测试表明，经过 PREEMPT_RT 补丁优化后，在满载工况下仍能将调度平均延迟稳定在 2~3μs，这足以满足绝大多数中高速运动控制、机器视觉同步触发、精密伺服驱动的实时性要求。

对于正在评估边缘 AI 平台的工程师而言，RV1126B 的价值不仅在于"能跑 AI 模型"，更在于"在跑 AI 模型的同时，还能可靠地控制物理世界"。完整测试数据及复现脚本可向眺望电子技术支持获取。