कुछ दिन पहले मैंने एक परिचय दिया था एसटीआर के बारे में, रोबोट के लिए एक ऑपरेटिंग सिस्टम, हालांकि यह बिल्कुल एक ओएस नहीं है जैसा कि कंप्यूटिंग में समझा जाता है, बल्कि इसके लिए एक ढांचा है रोबोटिक्स डेवलपर्स। अब बारी है RTOS, जो एक ऑपरेटिंग सिस्टम नहीं है, बल्कि एक बहुत ही विशेष प्रकार का ऑपरेटिंग सिस्टम है।
ये ऑपरेटिंग सिस्टम के लिए बहुत महत्वपूर्ण हैं एम्बेडेड या एम्बेडेड डिवाइस छोटी क्षमता का, क्योंकि वे आमतौर पर उनके द्वारा प्रबंधित किए जाते हैं। इसके अलावा, वे कई प्रक्रियाओं के नियंत्रण के लिए औद्योगिक अनुप्रयोगों में भी महत्वपूर्ण हैं।
आरटीओएस क्या है?
Un RTOS (रियल-टाइम ऑपरेटिंग सिस्टम) जैसा कि इसके नाम से पता चलता है, यह एक रीयल-टाइम ऑपरेटिंग सिस्टम है। यह टाइम-शेयरिंग ऑपरेटिंग सिस्टम से अलग है जिसमें आप ऐसे वातावरण में काम करते हैं जहां आउटपुट परिणाम सिस्टम इनपुट के आधार पर ज्ञात होते हैं, और एक ज्ञात समय पर होते हैं। इसलिए, वे विशिष्ट कार्यों को नियंत्रित करने के लिए अधिक अनुमानित और स्थिर हैं, और प्रक्रियाएं आमतौर पर स्मृति में स्थायी रूप से रहती हैं (टाइमशेयरिंग प्रक्रियाओं में, शेड्यूलर मुख्य मेमोरी से आवश्यकतानुसार लोड और अनलोड करता है)।
पोर ejemplo, एक असेंबली लाइन पर एक औद्योगिक मशीन के लिए उपयोग किए जाने वाले RTOS की कल्पना करें। यह समय-समय पर भागों को ड्रिल करने के लिए एक सॉफ्टवेयर को क्रियान्वित करने का प्रभारी होगा। यदि ऑपरेटिंग सिस्टम का शेड्यूलर वास्तविक समय में काम नहीं करता है, तो संभावना है कि यह विषम समय पर चलेगा, जिससे ड्रिलिंग समय पर नहीं हो पाएगी ... वास्तविक समय होने के कारण, आरटीओएस कार्यक्रम के निष्पादन को समाप्त कर सकता है। X समय में और समय पर सभी ड्रिलिंग करने के लिए इसके निष्पादन को दोहराएं।
बेशक, एक ऑपरेटिंग सिस्टम होने के नाते, यह किसी अन्य OS के मूल सिद्धांतों को भी साझा करता है, अर्थात यह एक ऐसा सिस्टम है जो सक्षम है हार्डवेयर का प्रबंधन करें और सेवाओं की एक श्रृंखला प्रदान करें ऐप्स के लिए।
आरटीओएस के प्रकार
कई टाइप रीयल-टाइम ऑपरेटिंग सिस्टम या RTOS:
- कठिन वास्तविक समय: यह एक सख्त रीयल-टाइम ऑपरेटिंग सिस्टम है, जहां इसकी प्रक्रियाओं को एक विशिष्ट समय पर निष्पादित किया जाना चाहिए।
- सॉफ्ट रियल टाइम: एक लचीला वास्तविक समय, जहां प्रक्रियाओं को निष्पादित करते समय लगभग नगण्य इंस्टेंट कभी-कभी खो सकते हैं, अर्थात यह पिछले वाले की तरह सख्त नहीं है। इसके अलावा, उन्हें इस तरह से डिज़ाइन किया गया है कि ये समय के पाठ्यक्रम तेजी से छोटे होते जा रहे हैं।
- फर्म रीयल टाइम: फर्म रीयल-टाइम एसएसओओ एक अन्य प्रकार है जिसमें समय नष्ट हो सकता है, लेकिन देर से प्रतिक्रिया मान्य नहीं होगी।
एक आरटीओएस के अनुप्रयोग
एक आरटीओएस एक सरल, हल्का सिस्टम है जिसका उपयोग सीमित या सरल सिस्टम के लिए किया जाता है, जैसे एम्बेडेड डिवाइस। यह उन्हें के लिए एकदम सही बनाता है अनुप्रयोगों के रूप में:
- औद्योगिक नियंत्रण।
- टेलीफोन स्विचिंग।
- उड़ान नियंत्रण।
- वास्तविक समय में सिमुलेशन।
- सैन्य अनुप्रयोग।
- घरेलु उपकरण।
- बुनियादी उपभोक्ता इलेक्ट्रॉनिक्स उपकरण।
- रोबोट।
- आदि
आरटीओएस की विशेषताएं
RTOS में कई हैं peculiarities जो उन्हें उन साधारण प्रबंधन कार्यों के लिए बाकी की तुलना में वे लाभ देते हैं। उन्हें बेहतर ढंग से समझने के लिए, बुनियादी अवधारणाओं की एक श्रृंखला को जानना आवश्यक है:
- प्रक्रिया या कार्य: एक सबप्रोग्राम है जो RTOS के समानांतर चलता है। यह प्रक्रिया एक परिधीय को नियंत्रित करने से लेकर अन्य क्रियाओं को करने तक कई कार्य कर सकती है।
- काम: यह एक प्रक्रिया को निष्पादित करने में लगने वाले समय को दिया गया नाम है।
- योजना बनाने वाला: RTOS अनुसूचक आपको निष्पादित प्रक्रियाओं की प्राथमिकताओं और समय का प्रबंधन करने की अनुमति देता है। और दो मुख्य प्रकार हैं:
- सहयोगी: पहले सर्वोच्च प्राथमिकता वाली प्रक्रियाओं को कॉल करता है और जब प्रक्रिया समाप्त होती है तो यह दूसरी को कॉल करती है या, यदि प्रक्रिया अपेक्षा से अधिक समय लेती है, तो उसे मार देती है और अगले को कॉल करती है।
- मालिकाना: समय-समय पर यह स्वचालित रूप से एक प्रक्रिया को कॉल करता है, लेकिन इससे प्रक्रियाओं या निर्भरता में खराब प्राथमिकता के कारण त्रुटियां हो सकती हैं। इन समस्याओं से बचने के लिए, सेमाफोर की अवधारणा पेश की जाती है।
- यातायात बत्तिया: वे ट्रैफिक वाले के समान काम करते हैं, जब एक प्रक्रिया प्रक्रिया में होती है और बाकी प्रक्रियाओं के प्रवेश को नियंत्रित करती है और जब यह संसाधनों को मुक्त छोड़ देती है, तो यह अगले एक के लिए "हरी बत्ती" देती है। प्रवेश करना। कुछ RTOS में एकाधिक सेमाफोर होते हैं, जिनमें से प्रत्येक एक साझा संसाधन के लिए विशिष्ट होता है।
- कोला: इनका उपयोग प्रक्रियाओं के बीच एक बफर के रूप में संचार करने के लिए किया जाता है, उदाहरण के लिए अस्थायी डेटा भंडारण के लिए या जब कई तत्व होते हैं जो एक रिसीवर को डेटा लौटाते हैं।
- व्यवधान: वे टाइम-शेयरिंग ऑपरेटिंग सिस्टम की तरह काम करते हैं, लेकिन RTOS में कुछ ख़ासियतें होती हैं। इस प्रकार के व्यवधानों का उपयोग नियंत्रक द्वारा समय प्रबंधन के लिए किया जाता है।
आरटीओएस के उदाहरण
अगर आपको आश्चर्य हो तो क्या आरटीओएस ऑपरेटिंग सिस्टम मौजूद है, सच्चाई यह है कि बड़ी संख्या में मालिकाना और खुला स्रोत दोनों हैं:
- आर्म ओएस: कॉर्टेक्स-एम, कॉर्टेक्स-आर, कॉर्टेक्स-ए के लिए डिज़ाइन किया गया एक ऑपरेटिंग सिस्टम, और अपाचे 2.0 लाइसेंस के तहत लाइसेंस प्राप्त है।
- ecos: संशोधित GNU GPL लाइसेंस के तहत, यह ARM-XScale-Cortex-M, CalmRISC, 680×0-ColdFire, fr30, FR-V, H8, IA-32, MIPS, MN10300, OpenRISC, PowerPC के लिए एक और ओपन सोर्स ऑपरेटिंग सिस्टम है। , SPARC, SuperH और V8xx।
- उभारदार नक्क़ाशी करना: एआरएम7/9/11, एआरएम कोर्टेक्स-ए/आर/एम, एवीआर, एवीआर32, सी16एक्स, सीआर16सी, कोल्डफायर, एच8, एचसीएस12, एम16सी, एम32सी, एमएसपी430, एनआईओएस2 आर्किटेक्चर के साथ आईओटी और एम्बेडेड अनुप्रयोगों के लिए एक मालिकाना आरटीओएस सिस्टम है। , PIC18/24/32, R32C, R8C, RISC-V, RL78, RH850, RX100/200/600/700, RZ, SH2A, STM8, ST7, V850, 78K0, और 8051।
- फ्रीआरटीओएस: MIT ओपन-सोर्स लाइसेंस के तहत, यह ARM, AVR, AVR32, ColdFire, ESP32, HCS12, IA-32, Cortex-M3-M4-M7, Infineon XMC4000, MicroBlaze, MSP430, PIC, PIC32, Renesas के साथ एम्बेडेड के लिए अभिप्रेत है। आर्किटेक्चर H8/S, RISC-V, RX100-200-600-700, 8052, STM32, TriCore, और EFM32।
- धूमल: यह Google द्वारा बनाया गया प्रसिद्ध ओपन सोर्स सिस्टम है और x86-64 और ARM64 दोनों पर काम करने के लिए डिज़ाइन किया गया है।
- कोलिब्रीओएस: मुफ्त जीएनयू जीपीएल लाइसेंस के तहत x86 के लिए एक आरटीओएस सिस्टम।
- लिंक्स: एक और आरटीओएस, लेकिन यह एक मालिकाना है, और आर्किटेक्चर के लिए मोटोरोला 68010, x86/IA-32, एआरएम, फ्रीस्केल पावरपीसी, पावरपीसी 970, और लियोन के रूप में अलग है। इसके अलावा, यह POSIX प्रमाणित है।
- न्युट्रीनो: एआरएम, एमआईपीएस, पीपीसी, एसएच, x86, और एक्सस्केल के लिए एक मालिकाना रीयल-टाइम सिस्टम।
- फीनिक्स-आरटीओएस: ARMv7 Cortex-M, ARMv7 Cortex-A, IA-32, और RISC-V आर्किटेक्चर के समर्थन के साथ, एक अनुमोदित BSD लाइसेंस के तहत।
- QNX: मालिक है, और बहुत लोकप्रिय था। इसे x86-64, ARM32, ARM64, और पुराने MIPS, PowerPC, SH-4, स्ट्रांगएआरएम, XScale को सपोर्ट करने के लिए डिज़ाइन किया गया है।
- Linux: हालांकि आम तौर पर टाइमशेयरिंग मोड में उपयोग किया जाता है, कर्नेल एम्बेडेड के लिए आरटीओएस के अनुमान के रूप में भी काम कर सकता है।
- विंडोज सीई y Windows 10 IoT: माइक्रोसॉफ्ट के पास अपने मालिकाना ऑपरेटिंग सिस्टम के ये रीयल-टाइम संस्करण भी हैं।
- पछुवा हवा: अपाचे 2.0 लाइसेंस के तहत एआरएम (कॉर्टेक्स-एम, कॉर्टेक्स-आर और कॉर्टेक्स-ए सीरीज), x86, x86-64, एआरसी, आरआईएससी-वी, निओस II, एक्सटेन्सा और स्पार्क के लिए यह अन्य ओपन सोर्स आरटीओएस भी है। .