Ilang araw na ang nakalipas gumawa ako ng pagpapakilala tungkol sa mga STR, isang operating system para sa mga robot, bagama't hindi ito eksaktong OS gaya ng pagkakaintindi nito sa computing, ngunit isang balangkas para sa mga developer ng robotics. Ngayon ay ang turn ng RTOS, na hindi rin isang operating system, ngunit isang napaka-partikular na uri ng operating system.
Ang mga operating system na ito ay napakahalaga para sa naka-embed o naka-embed na mga device ng maliit na kapasidad, dahil ang mga ito ay karaniwang pinamamahalaan nila. Bilang karagdagan, mahalaga din ang mga ito sa mga pang-industriyang aplikasyon, para sa kontrol ng maraming proseso.
Ano ang isang RTOS?
Un RTOS (Real-Time Operating System) Ito ay, gaya ng ipinahihiwatig ng pangalan nito, isang real-time na operating system. Naiiba ito sa mga operating system ng pagbabahagi ng oras dahil nagtatrabaho ka sa isang kapaligiran kung saan nalalaman ang mga resulta ng output batay sa mga input ng system, at nangyayari sa isang kilalang oras. Samakatuwid, ang mga ito ay mas predictable at matatag upang makontrol ang mga partikular na gawain, at ang mga proseso ay karaniwang naninirahan nang permanente sa memorya (sa mga proseso ng timesharing, ang scheduler ay naglo-load at nag-aalis mula sa pangunahing memorya kung kinakailangan).
Por ejemplo, isipin ang isang RTOS na ginagamit para sa isang pang-industriya na makina sa isang linya ng pagpupulong. Ito ang mamamahala sa pagsasagawa ng isang software upang mag-drill ng mga bahagi paminsan-minsan. Kung hindi gumana sa real time ang scheduler ng operating system, malamang na tatakbo ito sa mga kakaibang oras, na magiging sanhi ng pagbabarena upang hindi magawa sa oras... Dahil real time, maaaring tapusin ng RTOS ang pagpapatupad ng programa sa X oras at ulitin ang pagpapatupad nito upang maisagawa ang lahat ng pagbabarena sa oras.
Siyempre, bilang isang operating system, ibinabahagi rin nito ang mga batayan ng anumang iba pang OS, iyon ay, ito ay isang sistema na may kakayahang pamahalaan ang hardware at magbigay ng isang serye ng mga serbisyo sa mga app.
Mga uri ng RTOS
Mayroong ilang mga uri real-time na mga operating system o RTOS:
- Mahirap Real-Time: ito ay isang mahigpit na real-time na operating system, kung saan ang mga proseso nito ay dapat isagawa sa isang tiyak na oras.
- Malambot na RealTime: isang nababaluktot na real time, kung saan kapag isinasagawa ang mga proseso ay maaaring mawala minsan ang halos hindi gaanong kababalaghang mga instant, iyon ay, hindi ito kasing higpit ng nauna. Bilang karagdagan, idinisenyo ang mga ito upang ang mga kurso sa oras na ito ay lalong mas maliit.
- Firm Real Time: Ang mga firm na real-time na SSOO ay isa pang uri kung saan maaaring mawala ang oras, ngunit hindi magiging wasto ang mga late response.
Mga aplikasyon ng isang RTOS
Ang RTOS ay isang simple, magaan na sistema na ginagamit para sa limitado o simpleng mga system, gaya ng mga naka-embed na device. Ginagawa nitong perpekto ang mga ito para sa application bilang:
- kontrol sa industriya.
- Pagpapalit ng telepono.
- Kontrol sa paglipad.
- Mga simulation sa real time.
- mga aplikasyon ng militar.
- Mga gamit sa bahay.
- Pangunahing consumer electronics device.
- Mga robot
- At iba pa
Mga katangian ng RTOS
Ang RTOS ay may bilang ng mga kakaibang katangian na kung ano ang nagbibigay sa kanila ng mga kalamangan kaysa sa iba para sa mga simpleng gawain sa pamamahala. Upang mas maunawaan ang mga ito, kailangang malaman ang isang serye ng mga pangunahing konsepto:
- proseso o gawain: ay isang subprogram na tumatakbo sa parallel sa RTOS. Ang prosesong ito ay maaaring magsagawa ng maraming gawain, mula sa pagkontrol sa isang peripheral hanggang sa pagsasagawa ng iba pang mga aksyon.
- Magtrabaho: Ito ang pangalang ibinigay sa oras na kinakailangan upang maisagawa ang isang proseso.
- Tagaplano: binibigyang-daan ka ng scheduler ng RTOS na pamahalaan ang mga priyoridad at oras ng mga naisagawang proseso. At mayroong dalawang pangunahing uri:
- Kooperatiba: tinatawag muna ang pinakamataas na priyoridad na mga proseso at kapag natapos ang proseso ay tatawag ito ng isa pa o, kung mas matagal ang proseso kaysa sa inaasahan, papatayin ito at tatawagin ang susunod.
- expropriative: Paminsan-minsan ay awtomatiko itong tumatawag ng isang proseso, ngunit ito ay maaaring humantong sa mga error dahil sa hindi magandang priyoridad sa mga proseso o dependencies. Upang maiwasan ang mga problemang ito, ipinakilala ang konsepto ng mga semaphore.
- Ilaw trapiko: gumagana ang mga ito sa katulad na paraan sa mga trapiko, kinokontrol kapag ang isang proseso ay nasa proseso at paralisado ang pagpasok ng iba pang mga proseso at, kapag iniwan nito ang mga mapagkukunan nang libre, nagbibigay ito ng "berdeng ilaw" para sa susunod na pumasok. Ang ilang mga RTOS ay may maraming mga semaphor, bawat isa ay partikular sa isang nakabahaging mapagkukunan.
- Colas: ginagamit ang mga ito upang makipag-usap sa pagitan ng mga proseso, bilang isang buffer, halimbawa para sa pansamantalang pag-iimbak ng data o kapag mayroong ilang mga elemento na nagbabalik ng data sa isang receiver.
- Mga pagkakagambala: gumagana ang mga ito tulad ng mga operating system na nagbabahagi ng oras, ngunit sa isang RTOS mayroong ilang mga kakaiba. Ang mga uri ng interrupts ay ginagamit para sa pamamahala ng oras ng isang controller.
Mga halimbawa ng RTOS
Kung nagtataka ka kung ano Mga operating system ng RTOS umiiral, ang katotohanan ay mayroong isang malaking bilang, parehong pagmamay-ari at open source:
- Arm OS: isang operating system na idinisenyo para sa Cortex-M, Cortex-R, Cortex-A, at lisensyado sa ilalim ng lisensya ng Apache 2.0.
- ecos: sa ilalim ng binagong lisensya ng GNU GPL, isa itong open source na operating system para sa ARM-XScale-Cortex-M, CalmRISC, 680×0-ColdFire, fr30, FR-V, H8, IA-32, MIPS, MN10300, OpenRISC, PowerPC , SPARC, SuperH, at V8xx.
- emboss: ay isang proprietary RTOS system, para sa IoT at mga naka-embed na application na may ARM7/9/11, ARM Cortex-A/R/M, AVR, AVR32, C16x, CR16C, ColdFire, H8, HCS12, M16C, M32C, MSP430, NIOS2 na mga arkitektura , PIC18/24/32, R32C, R8C, RISC-V, RL78, RH850, RX100/200/600/700, RZ, SH2A, STM8, ST7, V850, 78K0, at 8051.
- LibrengRTOS: sa ilalim ng MIT open-source na lisensya, ito ay inilaan para sa naka-embed na may ARM, AVR, AVR32, ColdFire, ESP32, HCS12, IA-32, Cortex-M3-M4-M7, Infineon XMC4000, MicroBlaze, MSP430, PIC, PIC32, Renesas mga arkitektura na H8/S, RISC-V, RX100-200-600-700, 8052, STM32, TriCore, at EFM32.
- Pusiya: Ito ang sikat na open source system na nilikha ng Google at idinisenyo upang gumana sa parehong x86-64 at ARM64.
- Mga hummingbird: isang RTOS system para sa x86 sa ilalim ng libreng lisensya ng GNU GPL.
- lynxOS: isa pang RTOS, ngunit ang isang ito ay pagmamay-ari, at para sa mga arkitektura na hindi katulad ng Motorola 68010, x86/IA-32, ARM, Freescale PowerPC, PowerPC 970, at LEON. Bilang karagdagan, ito ay sertipikado ng POSIX.
- Neutrino: isang proprietary real-time system para sa ARM, MIPS, PPC, SH, x86, at XScale.
- Phoenix-RTOS: sa ilalim ng pinahihintulutang lisensya ng BSD, na may suporta para sa mga arkitektura ng ARMv7 Cortex-M, ARMv7 Cortex-A, IA-32, at RISC-V.
- QNX: nagmamay-ari, at napakasikat. Ito ay dinisenyo upang suportahan ang x86-64, ARM32, ARM64, at mas naunang MIPS, PowerPC, SH-4, StrongARM, XScale.
- Linux: Bagama't karaniwang ginagamit sa timesharing mode, ang kernel ay maaari ding gumana bilang isang approximation sa isang RTOS para sa naka-embed.
- Windows CE y Windows 10 IoT: Ang Microsoft ay mayroon ding mga real-time na bersyon ng proprietary operating system nito.
- Hanging palay-palay: sa ilalim ng lisensya ng Apache 2.0 mayroon ding isa pang open source na RTOS para sa ARM (Cortex-M, Cortex-R at Cortex-A Series), x86, x86-64, ARC, RISC-V, Nios II, Xtensa, at SPARC .