실시간 운영 체제(RTOS): 구성 요소, 유형, 예

실시간이란 무엇입니까? OperaRTOS(팅 시스템)?

실시간 운영 체제(RTOS) 대부분 버퍼 지연 없이 데이터가 들어오는 대로 처리하는 실시간 애플리케이션을 제공하도록 설계된 운영 체제입니다. RTOS의 전체 형태는 실시간 운영 체제입니다.

RTOS에서 처리 시간 요구 사항은 10분의 1초 단위로 계산됩니다. 고정된 시간 제약으로 정의할 수 있는 시간 제한 시스템입니다. 이러한 유형의 시스템에서는 지정된 제약 내에서 처리를 수행해야 합니다. 그렇지 않으면 시스템이 실패합니다.

RTOS를 사용하는 이유는 무엇입니까?

RTOS를 사용하는 중요한 이유는 다음과 같습니다.

이는 분석 처리를 중요하지 않은 처리와 분리할 수 있는 우선순위 기반 스케줄링을 제공합니다.
Real Time OS는 더 깔끔하고 작은 애플리케이션 코드를 허용하는 API 기능을 제공합니다.
타이밍 종속성과 작업 기반 설계를 추상화하면 모듈 간의 상호 종속성이 줄어듭니다.
RTOS는 모듈식 작업 기반 테스트를 가능하게 하는 모듈식 작업 기반 개발을 제공합니다.
작업 기반 API는 모듈식 개발을 작업으로 장려하며 일반적으로 역할이 명확하게 정의됩니다. 이를 통해 디자이너/팀은 프로젝트의 해당 부분에서 독립적으로 작업할 수 있습니다.
RTOS는 이벤트 중심으로 발생하지 않는 이벤트에 대한 처리 시간에 시간 낭비가 없습니다.

RTOS의 구성 요소

여기에 RTOS의 중요한 구성 요소가 있습니다.

스케줄러: RTOS의 이 구성 요소는 일반적으로 우선 순위에 따라 작업을 실행할 수 있는 순서를 알려줍니다.

대칭 다중 처리(SMP): 병렬 처리가 수행될 수 있도록 RTOS에서 처리할 수 있는 여러 개의 서로 다른 작업입니다.

함수 라이브러리: 커널과 애플리케이션 코드를 연결하는 인터페이스 역할을 하는 RTOS의 중요한 요소입니다. 이 응용 프로그램을 사용하면 응용 프로그램이 원하는 결과를 제공할 수 있도록 함수 라이브러리를 사용하여 커널에 요청을 보낼 수 있습니다.

메모리 관리: 이 요소는 RTOS의 가장 중요한 요소인 모든 프로그램에 메모리를 할당하기 위해 시스템에서 필요합니다.

빠른 디스패치 지연: OS가 식별할 수 있는 작업이 종료된 시점과 ready queue에 있는 스레드가 처리를 시작한 실제 시간 사이의 간격이다.

사용자 정의 데이터 개체 및 클래스: RTOS 시스템은 C와 같은 프로그래밍 언어를 사용하거나 C++, 운영에 맞게 구성되어야 합니다.

RTOS의 종류

세 가지 유형의 RTOS 시스템은 다음과 같습니다.

하드 실시간

하드 RTOS에서는 마감일이 매우 엄격하게 처리됩니다. 즉, 주어진 작업은 지정된 예약 시간에 실행을 시작해야 하며 지정된 시간 내에 완료되어야 합니다.

예: 의료 중환자 시스템, 항공기 시스템 등

확고한 실시간

이러한 유형의 RTOS도 마감일을 준수해야 합니다. 그러나 마감일을 놓치는 것은 큰 영향을 미치지 않을 수 있지만 제품 품질이 크게 저하되는 등 바람직하지 않은 영향을 미칠 수 있습니다.

예: 다양한 유형의 멀티미디어 애플리케이션.

소프트 실시간

소프트 실시간 RTOS는 다음과 같은 일부 지연을 허용합니다. Opera팅 시스템. 이러한 유형의 RTOS에서는 특정 작업에 마감 기한이 지정되어 있지만 약간의 시간 지연은 허용됩니다. 따라서 마감일은 이러한 유형의 RTOS에 의해 부드럽게 처리됩니다.

예: 온라인 거래 시스템, 축산물 가격 견적 시스템.

RTOS에서 사용되는 용어

다음은 RTOS에서 사용되는 필수 용어입니다.

일 - 일부 시스템 기능을 공동으로 제공할 수 있는 관련 작업 집합입니다.
직업 - 작업은 프로세서에 할당할 수 있고 리소스가 필요할 수도 있고 필요하지 않을 수도 있는 작은 작업입니다.
작업 릴리스 시간 – 작업을 실행할 준비가 된 작업 시간입니다.
작업 실행 시간: 작업이 실행을 완료하는 데 걸리는 시간입니다.
작업 마감: 작업 실행이 완료되어야 하는 시간입니다.
프로세서 : 활성 자원이라고도 합니다. 작업 실행에 중요합니다.
최대는 작업의 허용 가능한 응답 시간을 상대 데드라인이라고 합니다.
작업 응답 시간: 작업의 릴리스 시간부터 순간이 끝나는 시간의 길이입니다.
절대 기한: 이것은 릴리스 시간도 포함된 상대적 마감일입니다.

RTOS의 특징

RTOS의 중요한 기능은 다음과 같습니다.

매우 적은 메모리를 차지함
더 적은 리소스 소비
응답 시간은 매우 예측 가능합니다.
예측할 수 없는 환경
커널은 중단된 작업 광고의 상태를 저장한 후 다음에 실행할 작업을 결정합니다.
커널은 작업 상태를 복원하고 해당 작업에 대한 CPU 제어권을 전달합니다.

RTOS 선택 요소

RTOS를 선택하기 위해 고려해야 할 필수 요소는 다음과 같습니다.

성능: 성능은 RTOS를 선택할 때 고려해야 할 가장 중요한 요소입니다.
미들웨어: 실시간 운영 체제에서 미들웨어 지원이 없으면 프로세스를 통합하는 데 시간이 많이 걸리는 문제가 발생합니다.
오류 없음: RTOS 시스템은 오류가 없습니다. 따라서 작업을 수행하는 동안 오류가 발생할 가능성이 없습니다.
임베디드 시스템 사용법: RTOS의 프로그램은 크기가 작습니다. 그래서 우리는 임베디드 시스템에 RTOS를 널리 사용합니다.
최대 소비: RTOS의 도움으로 최대 소비를 달성할 수 있습니다.
업무 전환: Shift작업 시간이 매우 짧습니다.
고유 기능: 좋은 RTS라면 명령을 실행하는 방법, 시스템 메모리의 효율적인 보호 등 몇 가지 추가 기능을 갖추고 있어야 합니다.
24/7 성과: RTOS는 연중무휴 24시간 실행이 필요한 애플리케이션에 이상적입니다.

GPOS와 RTOS의 차이점

GPOS와 RTOS의 중요한 차이점은 다음과 같습니다.

범용 Opera팅 시스템(GPOS)	실시간 Opera팅 시스템(RTOS)
데스크탑 PC 및 노트북에 사용됩니다.	임베디드 애플리케이션에만 적용됩니다.
프로세스 기반 스케줄링.	라운드 로빈 스케줄링과 같이 사용되는 시간 기반 스케줄링.
인터럽트 대기 시간은 RTOS만큼 중요하게 간주되지 않습니다.	인터럽트 지연은 최소이며 몇 마이크로초 단위로 측정됩니다.
시스템에는 우선순위 반전 메커니즘이 없습니다.	우선순위 반전 메커니즘은 최신입니다. 따라서 시스템에서 수정할 수 없습니다.
커널의 작업이 선점될 수도 있고 그렇지 않을 수도 있습니다.	커널의 작업이 선점될 수 있습니다.
우선순위 반전은 눈에 띄지 않습니다.	예측 가능성이 보장되지 않음

실시간 응용 Opera팅 시스템

실시간 시스템은 다음과 같은 용도로 사용됩니다.

항공사 예약 시스템.
항공 교통 관제 시스템.
즉각적인 업데이트를 제공하는 시스템.
주가에 대한 최신 정보 및 분 정보를 제공하는 모든 시스템에서 사용됩니다.
RADAR와 같은 국방 애플리케이션 시스템.
네트워크로 연결된 멀티미디어 시스템
명령 제어 시스템
인터넷 전화
잠김 방지 브레이크 시스템
심장 박동기

RTOS의 단점

RTOS 시스템 사용의 단점/단점은 다음과 같습니다.

RTOS 시스템은 최소한의 작업만 함께 실행할 수 있으며, 오류가 있는 애플리케이션에만 집중하여 오류를 방지합니다.
RTOS는 몇 가지 작업에 집중하는 시스템입니다. 따라서 이러한 시스템에서는 멀티 태스킹을 수행하기가 정말 어렵습니다.
신호를 중단하는 데 빠른 응답 시간을 제공하여 속도를 유지하는 데 도움이 되도록 RTOS에는 특정 드라이버가 필요합니다.
RTOS는 많은 리소스를 사용하므로 이 시스템의 비용이 많이 듭니다.
RTOS는 실행 중인 프로그램의 정확성을 유지하기 때문에 우선순위가 낮은 작업은 오랜 시간을 기다려야 합니다.
실시간 운영 체제에서는 최소한의 작업 전환이 이루어집니다.
이는 이해하기 어려운 복잡한 알고리즘을 사용합니다.
RTOS는 많은 리소스를 사용하며 때로는 시스템에 적합하지 않습니다.

제품 개요

RTOS는 버퍼 지연 없이 데이터가 들어오는 대로 처리하는 실시간 애플리케이션을 지원하기 위한 운영 체제입니다.
이는 분석 처리를 중요하지 않은 처리와 분리할 수 있는 우선순위 기반 스케줄링을 제공합니다.
RTOS 시스템의 중요한 구성 요소는 1) 스케줄러, 2) 대칭 다중 처리, 3) 함수 라이브러리, 4) 메모리 관리, 5) 빠른 디스패치 대기 시간, 6) 사용자 정의 데이터 개체 및 클래스입니다.
RTOS의 세 가지 유형은 1) Hard time 2) Soft time 3) Firm time 입니다.
RTOS 시스템은 매우 적은 메모리를 차지하고 더 적은 리소스를 소비합니다.
성능은 RTOS를 선택할 때 고려해야 할 가장 중요한 요소입니다.
범용 Opera데스크탑 PC와 노트북에는 GPOS(팅 시스템)을 사용하고 실시간 OperaRTOS(Ting System)는 임베디드 애플리케이션에만 적용됩니다.
실시간 시스템은 항공 예약 시스템, 항공 교통 관제 시스템 등에 사용됩니다.
RTOS의 가장 큰 단점은 시스템이 몇 가지 작업에만 집중한다는 것입니다.

자기 디스크, 광 디스크 및 테이프와 같은 보조 또는 비휘발성 저장소에 기록된 상관 정보의 모음입니다. 해당 프로그램에서 입력을 주고 출력을 받기 위한 매체로 사용되는 데이터 수집 방법입니다.

일반적으로 파일은 파일 작성자와 사용자가 의미를 정의하는 일련의 비트, 바이트 또는 레코드입니다. 모든 파일에는 저장 및 검색을 위한 논리적 위치가 있습니다.