Realtidsoperativsystem (RTOS): Komponenter, typer, eksempler

Hvad er en realtid Operating System (RTOS)?

Real-time operativsystem (RTOS) er et operativsystem beregnet til at betjene realtidsapplikationer, der behandler data, efterhånden som de kommer ind, for det meste uden bufferforsinkelse. Den fulde form for RTOS er Real-time operativsystem.

I en RTOS beregnes behandlingstidskravet i tiendedele af sekunders tidsintervaller. Det er et tidsbestemt system, der kan defineres som faste tidsbegrænsninger. I denne type system skal behandlingen ske inden for de specificerede begrænsninger. Ellers vil systemet fejle.

Hvorfor bruge en RTOS?

Her er vigtige grunde til at bruge RTOS:

Det tilbyder prioritetsbaseret planlægning, som giver dig mulighed for at adskille analytisk behandling fra ikke-kritisk behandling.
Realtime OS giver API-funktioner, der tillader renere og mindre applikationskode.
Abstraktion af timingafhængigheder og det opgavebaserede design resulterer i færre indbyrdes afhængigheder mellem moduler.
RTOS tilbyder modulopbygget opgavebaseret udvikling, som muliggør modulopbygget opgavebaseret test.
Den opgavebaserede API tilskynder til modulær udvikling som en opgave, vil typisk have en klart defineret rolle. Det giver designere/teams mulighed for at arbejde selvstændigt på deres dele af projektet.
En RTOS er hændelsesdrevet uden tidsspild på behandlingstid for den hændelse, som ikke indtræffer

Komponenter af RTOS

Her er vigtige komponenter i RTOS

Planlæggeren: Denne komponent af RTOS fortæller, at i hvilken rækkefølge, opgaverne kan udføres, hvilket generelt er baseret på prioritet.

Symmetrisk multiprocessing (SMP): Det er en række flere forskellige opgaver, der kan håndteres af RTOS, så parallel behandling kan udføres.

Funktionsbibliotek: Det er et vigtigt element i RTOS, der fungerer som en grænseflade, der hjælper dig med at forbinde kerne og applikationskode. Denne applikation giver dig mulighed for at sende anmodningerne til kernen ved hjælp af et funktionsbibliotek, så applikationen kan give de ønskede resultater.

Memory Management: dette element er nødvendigt i systemet for at allokere hukommelse til hvert program, hvilket er det vigtigste element i RTOS.

Hurtig forsendelsesforsinkelse: Det er et interval mellem afslutningen af opgaven, der kan identificeres af OS, og den faktiske tid, det tager for tråden, som er i klarkøen, der er startet behandling.

Brugerdefinerede dataobjekter og klasser: RTOS-systemet gør brug af programmeringssprog som C eller C++, som bør organiseres efter deres drift.

Typer af RTOS

Tre typer RTOS-systemer er:

Hård realtid

I Hard RTOS håndteres deadline meget strengt, hvilket betyder, at en given opgave skal begynde at eksekvere på angivet planlagt tid, og skal afsluttes inden for den tildelte tidsvarighed.

Eksempel: Medicinsk kritisk plejesystem, flysystemer osv.

Fast Realtid

Denne type RTOS skal også følge deadlines. At mangle en deadline har muligvis ikke den store betydning, men kan forårsage uønskede påvirkninger, som en enorm reduktion i kvaliteten af et produkt.

Eksempel: Forskellige typer multimedieapplikationer.

Blød realtid

Blød realtid RTOS, accepterer nogle forsinkelser af Operating system. I denne type RTOS er der en deadline tildelt for et specifikt job, men en forsinkelse i en lille periode er acceptabel. Så deadlines håndteres blødt af denne type RTOS.

Eksempel: Online transaktionssystem og husdyrpristilbudssystem.

Begreber brugt i RTOS

Her er væsentlige udtryk, der bruges i RTOS:

Opgave - Et sæt af relaterede opgaver, der i fællesskab er i stand til at levere noget systemfunktionalitet.
Job – Et job er et lille stykke arbejde, der kan tildeles en processor, og som måske kræver ressourcer.
Frigivelsestid for et job – Det er et job, hvor jobbet bliver klar til udførelse.
Udførelsestid for et job: Det tager tid at afslutte dets udførelse.
Deadline for et job: Det er tid, hvor et job skal afslutte sin udførelse.
processorer: De er også kendt som aktive ressourcer. De er vigtige for udførelsen af et job.
Maksimum Det er den tilladte svartid for et job kaldes dets relative deadline.
Svartid på et job: Det er et stykke tid fra udgivelsestidspunktet for et job, når instant afsluttes.
Absolut deadline: Dette er den relative deadline, som også inkluderer dens udgivelsestidspunkt.

Funktioner i RTOS

Her er vigtige funktioner i RTOS:

Optager meget mindre hukommelse
Brug færre ressourcer
Svartider er meget forudsigelige
Uforudsigelige omgivelser
Kernen gemmer tilstanden for den afbrudte opgaveannonce og bestemmer derefter, hvilken opgave den skal køre næste gang.
Kernen gendanner opgavens tilstand og videregiver kontrollen over CPU'en til den opgave.

Faktorer for at vælge en RTOS

Her er væsentlige faktorer, som du skal overveje for at vælge RTOS:

Performance (Præstation): Ydeevne er den vigtigste faktor, der skal tages i betragtning, når du vælger en RTOS.
middleware: hvis der ikke er nogen middleware-understøttelse i realtidsoperativsystemet, så opstår spørgsmålet om tidskrævende integration af processer.
Fejlfri: RTOS-systemer er fejlfri. Derfor er der ingen chance for at få en fejl, mens du udfører opgaven.
Brug af indlejret system: Programmer af RTOS er af lille størrelse. Så vi bruger i vid udstrækning RTOS til indlejrede systemer.
Maksimalt forbrug: vi kan opnå maksimalt forbrug ved hjælp af RTOS.
Opgaveskift: Shiftopgavernes tid er meget mindre.
Unikke funktioner: En god RTS bør være i stand, og den har nogle ekstra funktioner, såsom hvordan den fungerer til at udføre en kommando, effektiv beskyttelse af systemets hukommelse osv.
24/7 præstation: RTOS er ideel til de applikationer, der skal køre 24/7.

Forskellen mellem i GPOS og RTOS

Her er vigtige forskelle mellem GPOS og RTOS:

Generelle formål Operatingsystem (GPOS)	Real-Time Operatingsystem (RTOS)
Det bruges til stationær pc og bærbar.	Den anvendes kun på den indlejrede applikation.
Procesbaseret planlægning.	Tidsbaseret planlægning bruges som round-robin planlægning.
Interrupt latency anses ikke for at være så vigtig som i RTOS.	Interrupt lag er minimal, hvilket måles på få mikrosekunder.
Der er ingen prioritetsinversionsmekanisme til stede i systemet.	Prioritetsinversionsmekanismen er aktuel. Så det kan ikke ændres af systemet.
Kernels drift kan være foregrebet eller ikke.	Kernels drift kan forhindres.
Prioritetsinversion forbliver ubemærket	Ingen forudsigelighedsgarantier

Anvendelser af realtid Operating System

Realtidssystemer bruges i:

Flyselskabers reservationssystem.
Lufttrafikkontrolsystem.
Systemer, der giver øjeblikkelig opdatering.
Anvendes i ethvert system, der giver ajourførte og minutoplysninger om aktiekurser.
Forsvarsapplikationssystemer som RADAR.
Netværksforbundne multimediesystemer
Kommandokontrolsystemer
Internettetelefoni
Blokeringsfri bremsesystemer
Heart Pacemaker

Ulemper ved RTOS

Her er ulemper/ulemper ved at bruge RTOS-system:

RTOS-systemet kan køre minimale opgaver sammen, og det koncentrerer sig kun om de programmer, der indeholder en fejl, så det kan undgå dem.
RTOS er systemet, der koncentrerer sig om nogle få opgaver. Derfor er det virkelig svært for disse systemer at udføre multitasking.
Der kræves specifikke drivere til RTOS, så den kan tilbyde hurtig responstid til at afbryde signaler, hvilket hjælper med at opretholde dens hastighed.
Der bruges masser af ressourcer af RTOS, hvilket gør dette system dyrt.
De opgaver, der har en lav prioritet, skal vente i lang tid, da RTOS'en bevarer programmets nøjagtighed, som er under udførelse.
Minimum skift af opgaver udføres i realtidsoperativsystemer.
Den bruger komplekse algoritmer, som er svære at forstå.
RTOS bruger mange ressourcer, som nogle gange ikke passer til systemet.

Resumé

RTOS er et operativsystem beregnet til at betjene realtidsapplikationer, der behandler data, efterhånden som de kommer ind, for det meste uden bufferforsinkelse.
Det tilbyder prioritetsbaseret planlægning, som giver dig mulighed for at adskille analytisk behandling fra ikke-kritisk behandling.
Vigtige komponenter i RTOS-systemet er: 1) Scheduler, 2) Symmetrisk Multiprocessing, 3) Funktionsbibliotek, 4) Hukommelsesstyring, 5) Hurtig afsendelsesforsinkelse og 6) Brugerdefinerede dataobjekter og klasser
Tre typer RTOS er 1) Hård tid 2) Blød tid og 3) Fast tid
RTOS-systemet optager meget mindre hukommelse og bruger færre ressourcer
Ydeevne er den vigtigste faktor, der skal tages i betragtning, når du vælger en RTOS.
Generelle formål Operating System (GPOS) bruges til stationære pc'er og bærbare, mens Real-Time Operating System (RTOS) anvendes kun på den indlejrede applikation.
Realtidssystemer bruges i Airlines reservationssystem, flyvekontrolsystem osv.
Den største ulempe ved RTOS er, at systemet kun koncentrerer sig om nogle få opgaver.

er en samling af korreleret information, som er optaget på sekundært eller ikke-flygtigt lager som magnetiske diske, optiske diske og bånd. Det er en metode til dataindsamling, der bruges som et medium til at give input og modtage output fra det pågældende program.

Generelt er en fil en sekvens af bits, bytes eller poster, hvis betydning er defineret af filopretteren og brugeren. Hver fil har en logisk placering, hvor de er placeret til opbevaring og hentning.

Du kan lide: