Realtidsoperativsystem (RTOS): Komponenter, typer, exempel

Vad är en realtid Operatingssystem (RTOS)?

Realtidsoperativsystem (RTOS) är ett operativsystem avsett att tjäna realtidsapplikationer som behandlar data när de kommer in, mestadels utan buffertfördröjning. Den fullständiga formen av RTOS är realtidsoperativsystem.

I en RTOS beräknas bearbetningstidskravet i tiondels sekunders tidssteg. Det är ett tidsbestämt system som kan definieras som fasta tidsbegränsningar. I denna typ av system måste bearbetning ske inom de angivna begränsningarna. Annars kommer systemet att misslyckas.

Varför använda en RTOS?

Här är viktiga skäl för att använda RTOS:

Den erbjuder prioritetsbaserad schemaläggning, vilket gör att du kan skilja analytisk bearbetning från icke-kritisk bearbetning.
Realtime OS tillhandahåller API-funktioner som tillåter renare och mindre programkod.
Att abstrahera timingberoenden och den uppgiftsbaserade designen resulterar i färre ömsesidiga beroenden mellan moduler.
RTOS erbjuder modulär uppgiftsbaserad utveckling, vilket möjliggör modulär uppgiftsbaserad testning.
Den uppgiftsbaserade API uppmuntrar modulär utveckling som en uppgift, kommer vanligtvis att ha en tydligt definierad roll. Det tillåter designers/team att arbeta självständigt med sina delar av projektet.
En RTOS är händelsestyrd utan tidsslöseri på behandlingstid för händelsen som inte inträffar

Komponenter i RTOS

Här är viktiga komponenter i RTOS

Schemaläggaren: Den här komponenten i RTOS talar om att i vilken ordning uppgifterna kan utföras, vilket generellt är baserat på prioritet.

Symmetrisk multiprocessing (SMP): Det är ett antal flera olika uppgifter som kan hanteras av RTOS så att parallell bearbetning kan göras.

Funktionsbibliotek: Det är en viktig del av RTOS som fungerar som ett gränssnitt som hjälper dig att koppla ihop kärnan och applikationskoden. Denna applikation låter dig skicka förfrågningarna till kärnan med hjälp av ett funktionsbibliotek så att applikationen kan ge önskat resultat.

Minneshantering: detta element behövs i systemet för att allokera minne till varje program, vilket är det viktigaste elementet i RTOS.

Snabb leveransfördröjning: Det är ett intervall mellan avslutningen av uppgiften som kan identifieras av operativsystemet och den faktiska tid det tar för tråden, som finns i redo-kön, som har börjat bearbetas.

Användardefinierade dataobjekt och klasser: RTOS-systemet använder sig av programmeringsspråk som C eller C++, som bör organiseras efter deras verksamhet.

Typer av RTOS

Tre typer av RTOS-system är:

Hård realtid

I Hard RTOS hanteras deadline mycket strikt vilket innebär att en given uppgift måste börja utföras på angiven schemalagd tid och måste slutföras inom den tilldelade tidsperioden.

Exempel: Medicinskt akutsystem, flygplanssystem, etc.

Fast Realtid

Denna typ av RTOS måste också följa deadlines. Att missa en deadline kanske inte har någon större inverkan men kan orsaka oönskade effekter, som en enorm minskning av kvaliteten på en produkt.

Exempel: Olika typer av multimediaapplikationer.

Mjuk realtid

Mjuk realtid RTOS, accepterar vissa förseningar av Operatingssystem. I denna typ av RTOS finns en deadline tilldelad för ett specifikt jobb, men en fördröjning under en liten tid är acceptabel. Så, deadlines hanteras mjukt av denna typ av RTOS.

Exempel: onlinetransaktionssystem och boskapsprisoffertsystem.

Termer som används i RTOS

Här är viktiga termer som används i RTOS:

Uppgift – En uppsättning relaterade uppgifter som tillsammans kan tillhandahålla viss systemfunktionalitet.
Jobb - Ett jobb är ett litet arbete som kan tilldelas en processor, och som kanske kräver resurser eller inte.
Frigörelsetid för ett jobb – Det är en tid av ett jobb där jobbet blir redo för utförande.
Utförandetid för ett jobb: Det tar tid för jobbet att slutföra dess utförande.
Deadline för ett jobb: Det är dags när ett jobb ska slutföras.
processorer: De är också kända som aktiva resurser. De är viktiga för utförandet av ett jobb.
Maximalt Det är tillåten svarstid för ett jobb kallas dess relativa deadline.
Svarstid för ett jobb: Det är en lång tid från frigivningstiden för ett jobb när ögonblicket avslutas.
Absolut deadline: Detta är den relativa deadline, som också inkluderar dess releasetid.

Funktioner hos RTOS

Här är viktiga funktioner i RTOS:

Upptar mycket mindre minne
Förbruka mindre resurser
Svarstider är mycket förutsägbara
Oförutsägbar miljö
Kärnan sparar tillståndet för den avbrutna uppgiftsannonsen och bestämmer sedan vilken uppgift den ska köras härnäst.
Kärnan återställer tillståndet för uppgiften och överför kontrollen av CPU:n för den uppgiften.

Faktorer för att välja en RTOS

Här är viktiga faktorer som du måste tänka på för att välja RTOS:

Prestation: Prestanda är den viktigaste faktorn som måste beaktas när du väljer en RTOS.
middle~~POS=TRUNC: om det inte finns något mellanprogramstöd i realtidsoperativsystemet, uppstår frågan om tidskrävd integration av processer.
Felfri: RTOS-system är felfria. Därför finns det ingen chans att få ett fel när du utför uppgiften.
Användning av inbäddat system: RTOS-program är av liten storlek. Så vi använder RTOS i stor utsträckning för inbyggda system.
Maximal förbrukning: vi kan uppnå maximal förbrukning med hjälp av RTOS.
Uppgiftsförskjutning: Shiftarbetstiden är mycket kortare.
Unika funktioner: En bra RTS bör vara kapabel, och den har några extra funktioner som hur den fungerar för att utföra ett kommando, effektivt skydd av systemets minne, etc.
24/7 prestanda: RTOS är idealiskt för de applikationer som måste köras 24/7.

Skillnad mellan i GPOS och RTOS

Här är viktiga skillnader mellan GPOS och RTOS:

Generell mening Operatingssystem (GPOS)	Real-Time Operatingssystem (RTOS)
Den används för stationär PC och bärbar dator.	Den tillämpas endast på den inbäddade applikationen.
Processbaserad schemaläggning.	Tidsbaserad schemaläggning används som round-robin schemaläggning.
Avbrottslatens anses inte vara lika viktigt som i RTOS.	Avbrottsfördröjningen är minimal, vilket mäts på några mikrosekunder.
Ingen prioritetsinversionsmekanism finns i systemet.	Prioritetsinversionsmekanismen är aktuell. Så det kan inte ändras av systemet.
Kernels drift kan förebyggas eller inte.	Kernels drift kan förebyggas.
Prioritetsinversion förblir obemärkt	Inga förutsägbarhetsgarantier

Tillämpningar av realtid Operating System

Realtidssystem används i:

Flygbolagens bokningssystem.
Flygledningssystem.
System som ger omedelbar uppdatering.
Används i alla system som ger aktuell och minutinformation om aktiekurser.
Försvarsapplikationssystem som RADAR.
Nätverksanslutna multimediasystem
Kommandokontrollsystem
Internet-telefoni
Låsningsfria bromssystem
Hjärtpacemaker

Nackdelar med RTOS

Här är nackdelarna/nackdelarna med att använda RTOS-system:

RTOS-systemet kan köra minimala uppgifter tillsammans, och det koncentrerar sig endast på de applikationer som innehåller ett fel så att det kan undvika dem.
RTOS är systemet som koncentrerar sig på ett fåtal uppgifter. Därför är det verkligen svårt för dessa system att göra multi-tasking.
Specifika drivrutiner krävs för RTOS så att den kan erbjuda snabb svarstid för att avbryta signaler, vilket hjälper till att hålla hastigheten.
Massor av resurser används av RTOS, vilket gör detta system dyrt.
De uppgifter som har låg prioritet behöver vänta länge eftersom RTOS bibehåller programmets noggrannhet, som är under körning.
Minimal byte av uppgifter görs i realtidsoperativsystem.
Den använder komplexa algoritmer som är svåra att förstå.
RTOS använder mycket resurser, som ibland inte lämpar sig för systemet.

Sammanfattning

RTOS är ett operativsystem avsett att tjäna realtidsapplikationer som behandlar data när de kommer in, mestadels utan buffertfördröjning.
Den erbjuder prioritetsbaserad schemaläggning, vilket gör att du kan skilja analytisk bearbetning från icke-kritisk bearbetning.
Viktiga komponenter i RTOS-systemet är: 1) Schemaläggaren, 2) Symmetrisk multiprocessing, 3) Funktionsbibliotek, 4) Minneshantering, 5) Snabb leveransfördröjning och 6) Användardefinierade dataobjekt och klasser
Tre typer av RTOS är 1) Hård tid 2) Mjuk tid och 3) Fast tid
RTOS-systemet upptar mycket mindre minne och förbrukar färre resurser
Prestanda är den viktigaste faktorn som måste beaktas när du väljer en RTOS.
Generell mening Operating System (GPOS) används för stationär PC och bärbar dator medan realtid Operating System (RTOS) tillämpas endast på den inbäddade applikationen.
Realtidssystem används i flygbolagens bokningssystem, flygledningssystem, etc.
Den största nackdelen med RTOS är att systemet bara koncentrerar sig på ett fåtal uppgifter.

är en samling av korrelerad information som är inspelad på sekundär eller icke-flyktig lagring som magnetiska skivor, optiska skivor och band. Det är en metod för datainsamling som används som ett medium för att ge input och ta emot utdata från det programmet.

I allmänhet är en fil en sekvens av bitar, byte eller poster vars betydelse definieras av filens skapare och användare. Varje fil har en logisk plats där de finns för lagring och hämtning.

Du kanske gillar: