Преди няколко дни направих въведение относно СТР, операционна система за роботи, въпреки че не е точно операционна система, както се разбира в компютрите, а по-скоро рамка за разработчици на роботика. Сега е ред на RTOS разширение, което също не е операционна система, а по-скоро много специфичен тип операционна система.
Тези операционни системи са много важни за вградени или вградени устройства с малък капацитет, тъй като обикновено се управляват от тях. Освен това те са важни и в промишлени приложения, за контрол на много процеси.
Какво е RTOS?
Un RTOS (операционна система в реално време) Както подсказва името й, това е операционна система в реално време. Това се различава от операционните системи за споделяне на време по това, че работите в среда, в която изходните резултати са известни въз основа на входните данни на системата и се появяват в известно време. Поради това те са по-предвидими и стабилни за управление на конкретни задачи, а процесите обикновено се намират постоянно в паметта (при процесите на споделяне на време планировчикът зарежда и разтоварва от основната памет според нуждите).
Por ejemplo, представете си RTOS, използван за индустриална машина на поточна линия. Той ще отговаря за изпълнението на софтуер за пробиване на части от време на време. Ако планировщикът на операционната система не работи в реално време, е вероятно той да работи в нечетни моменти, което ще доведе до неизвършено пробиване навреме... Тъй като е в реално време, RTOS може да завърши изпълнението на програмата в X време и повторете изпълнението му, за да извършите цялото пробиване навреме.
Разбира се, тъй като е операционна система, тя също споделя основите на всяка друга ОС, тоест е система, способна управлява хардуера и предоставя серия от услуги към приложения.
Видове RTOS
Има няколко тип операционни системи в реално време или RTOS:
- Трудно в реално време: Това е строга операционна система в реално време, където процесите й трябва да се изпълняват в определено време.
- Меко реално време: гъвкаво реално време, при което при изпълнение на процесите понякога могат да бъдат загубени почти незначителни моменти, тоест не е толкова стриктно като предишния. Освен това те са проектирани така, че тези времеви курсове са все по-малки.
- Фирма в реално време: Фирмите SSOO в реално време са друг тип, при който времето може да бъде загубено, но късните отговори не биха били валидни.
Приложения на RTOS
RTOS е проста, лека система, използвана за ограничени или прости системи, като например вградени устройства. Това ги прави идеални за приложения като:
- промишлен контрол.
- Превключване на телефона.
- Контрол на полета.
- Симулации в реално време.
- военни приложения.
- Битова техника.
- Основни устройства за потребителска електроника.
- Роботи
- Т.н.
Характеристики на RTOS
RTOS имат редица особености които им дават тези предимства пред останалите за тези прости управленски задачи. За да ги разберете по-добре, е необходимо да знаете серия от основни понятия:
- процес или задача: е подпрограма, която работи паралелно с RTOS. Този процес може да изпълнява много задачи, от управление на периферно устройство до извършване на други действия.
- Работа: Това е името, дадено на времето, необходимо за изпълнение на процес.
- Планер: RTOS планировчикът ви позволява да управлявате приоритетите и времената на изпълняваните процеси. И има два основни типа:
- Кооперативен: първо извиква процеси с най-висок приоритет и когато процесът приключи, извиква друг или, ако процесът отнема повече време от очакваното, го убива и извиква следващия.
- експроприативен: От време на време автоматично извиква процес, но това може да доведе до грешки поради лош приоритет в процесите или зависимости. За да се избегнат тези проблеми, се въвежда концепцията за семафори.
- Светофар: те работят по подобен начин на трафика, контролирайки кога процесът е в процес и парализирайки влизането на останалите процеси и когато остави ресурсите свободни, дава "зелена светлина" за следващия за въведете. Някои RTOS имат множество семафори, всеки специфичен за споделен ресурс.
- Колас: те се използват за комуникация между процеси, като буфер, например за временно съхранение на данни или когато има няколко елемента, които връщат данни към един приемник.
- Прекъсвания: те работят като тези на операционните системи за споделяне на време, но в RTOS има някои особености. Тези видове прекъсвания се използват за управление на времето от контролер.
Примери за RTOS
Ако се чудите какво RTOS операционни системи съществуват, истината е, че има голям брой, както собствени, така и с отворен код:
- Arm OS: операционна система, предназначена за Cortex-M, Cortex-R, Cortex-A и лицензирана под лиценза Apache 2.0.
- ECOS: под модифициран лиценз GNU GPL, това е друга операционна система с отворен код за ARM-XScale-Cortex-M, CalmRISC, 680×0-ColdFire, fr30, FR-V, H8, IA-32, MIPS, MN10300, OpenRISC, PowerPC , SPARC, SuperH и V8xx.
- релеф: е собствена RTOS система, за IoT и вградени приложения с ARM7/9/11, ARM Cortex-A/R/M, AVR, AVR32, C16x, CR16C, ColdFire, H8, HCS12, M16C, M32C, MSP430 архитектура, NIOS , PIC2/18/24, R32C, R32C, RISC-V, RL8, RH78, RX850/100/200/600, RZ, SH700A, STM2, ST8, V7, 850K78 и 0.
- FreeRTOS: под лиценз с отворен код на MIT, той е предназначен за вграждане с ARM, AVR, AVR32, ColdFire, ESP32, HCS12, IA-32, Cortex-M3-M4-M7, Infineon XMC4000, MicroBlaze, MSP430, PIC, PIC32, Renes архитектури H8/S, RISC-V, RX100-200-600-700, 8052, STM32, TriCore и EFM32.
- Фузия: Това е известната система с отворен код, създадена от Google и проектирана да работи както на x86-64, така и на ARM64.
- Колибри: RTOS система за x86 под безплатния GNU GPL лиценз.
- lynxOS: друг RTOS, но този собствен, и за толкова различни архитектури като Motorola 68010, x86/IA-32, ARM, Freescale PowerPC, PowerPC 970 и LEON. Освен това е сертифициран по POSIX.
- Неутрино: собствена система в реално време за ARM, MIPS, PPC, SH, x86 и XScale.
- Финикс-RTOS: под разрешителен BSD лиценз, с поддръжка за архитектури ARMv7 Cortex-M, ARMv7 Cortex-A, IA-32 и RISC-V.
- QNX: притежава и беше много популярен. Той е проектиран да поддържа x86-64, ARM32, ARM64 и по-ранни MIPS, PowerPC, SH-4, StrongARM, XScale.
- Linux: Въпреки че обикновено се използва в режим на споделяне на време, ядрото може да работи и като приближение към RTOS за вградени.
- Windows CE y Windows 10 IoT: Microsoft също има тези версии в реално време на собствената си операционна система.
- Зефир: под лиценза Apache 2.0 има и този друг RTOS с отворен код за ARM (Cortex-M, Cortex-R и Cortex-A Series), x86, x86-64, ARC, RISC-V, Nios II, Xtensa и SPARC .