RTOS: gerçek zamanlı işletim sistemi nedir

Birkaç gün önce bir tanıtım yaptım STR'ler hakkında, robotlar için bir işletim sistemi, bilgisayardan anlaşıldığı gibi tam olarak bir işletim sistemi olmasa da, daha çok robotlar için bir çerçevedir. robotik geliştiriciler. Şimdi sıra RTÖ'ler, ki bu da bir işletim sistemi değil, çok özel bir işletim sistemi türüdür.

Bu işletim sistemleri için çok önemlidir. gömülü veya gömülü cihazlar genellikle onlar tarafından yönetildikleri için küçük kapasitelidirler. Ayrıca endüstriyel uygulamalarda, birçok prosesin kontrolü için de önemlidirler.

RTOS nedir?

Un RTOS (Gerçek Zamanlı İşletim Sistemi) Adından da anlaşılacağı gibi gerçek zamanlı bir işletim sistemidir. Bu, çıktı sonuçlarının sistem girdilerine göre bilindiği ve bilinen bir zamanda gerçekleştiği bir ortamda çalışmanız bakımından zaman paylaşımlı işletim sistemlerinden farklıdır. Bu nedenle, belirli görevleri kontrol etmek için daha öngörülebilir ve kararlıdırlar ve işlemler genellikle bellekte kalıcı olarak bulunur (zaman paylaşımlı işlemlerde, zamanlayıcı gerektiği gibi ana bellekten yükler ve kaldırır).

tarafından örnek, bir montaj hattında endüstriyel bir makine için kullanılan bir RTOS hayal edin. Zaman zaman parçaları delmek için bir yazılım yürütmekten sorumlu olacaktır. İşletim sisteminin zamanlayıcısı gerçek zamanlı olarak çalışmadıysa, garip zamanlarda çalışması muhtemeldir, bu da sondajın zamanında yapılmamasına neden olur... Gerçek zamanlı olduğu için RTOS, programın yürütülmesini bitirebilir. X zamanında ve tüm sondajı zamanında gerçekleştirmek için yürütmeyi tekrarlayın.

Tabii ki, bir işletim sistemi olarak, diğer işletim sistemlerinin temellerini de paylaşır, yani bir sistemdir. donanımı yönetin ve bir dizi hizmet sağlayın uygulamalara.

RTOS Türleri

Birkaç tip gerçek zamanlı işletim sistemleri veya RTOS:

• Zor Gerçek Zamanlı: Süreçlerinin belirli bir zamanda yürütülmesi gereken katı bir gerçek zamanlı işletim sistemidir.
• Yumuşak Gerçek Zamanlı: esnek bir gerçek zaman, süreçleri yürütürken bazen neredeyse ihmal edilebilir anların kaybolabileceği, yani bir önceki kadar katı olmadığı. Ayrıca, bu zaman dilimleri giderek daha küçük olacak şekilde tasarlanmıştır.
• Firma Gerçek Zamanlı: Firma gerçek zamanlı SSOO'lar, zamanın kaybedilebileceği başka bir türdür, ancak geç yanıtlar geçerli olmaz.

RTOS uygulamaları

RTOS, gömülü cihazlar gibi sınırlı veya basit sistemler için kullanılan basit, hafif bir sistemdir. Bu onları mükemmel yapar uygulamaları gibi:

• endüstriyel kontrol.
• Telefon değiştirme.
• Uçuş kontrol.
• Gerçek zamanlı simülasyonlar.
• askeri uygulamalar
• Ev Aletleri.
• Temel tüketici elektroniği cihazları.
• Robotlar.
• Vb

RTOS'un Özellikleri

RTOS'un bir dizi tuhaflıklar bu basit yönetim görevleri için onlara diğerlerine göre bu avantajları sağlayan şey budur. Bunları daha iyi anlamak için bir dizi temel kavramı bilmek gerekir:

• süreç veya görev: RTOS ile paralel olarak çalışan bir alt programdır. Bu süreç, bir çevre birimini kontrol etmekten diğer eylemleri gerçekleştirmeye kadar birçok görevi gerçekleştirebilir.
• Çalışmak: Bir işlemin yürütülmesi için geçen süreye verilen isimdir.
• Planlayıcı: RTOS zamanlayıcı, yürütülen süreçlerin önceliklerini ve zamanlarını yönetmenize olanak tanır. Ve iki ana tip vardır:
  • Kooperatif: önce en yüksek öncelikli süreçleri çağırır ve süreç bittiğinde başka birini çağırır veya süreç beklenenden uzun sürerse onu öldürür ve sonrakini çağırır.
  • kamulaştırmaya yönelik: Zaman zaman otomatik olarak bir işlemi çağırır, ancak bu, işlemlerde veya bağımlılıklarda zayıf öncelik nedeniyle hatalara neden olabilir. Bu sorunlardan kaçınmak için semafor kavramı tanıtılmıştır.
• Trafik ışıkları: trafiktekilere benzer şekilde çalışırlar, bir sürecin ne zaman devam ettiğini kontrol eder ve geri kalan süreçlerin girişini felç eder ve kaynakları serbest bıraktığında bir sonrakine "yeşil ışık" verir. girmek. Bazı RTOS'larda, her biri paylaşılan bir kaynağa özgü birden çok semafor bulunur.
• Kola: örneğin geçici veri depolama için veya verileri tek bir alıcıya döndüren birkaç öğe olduğunda, arabellek olarak süreçler arasında iletişim kurmak için kullanılırlar.
• Kesintiler: zaman paylaşımlı işletim sistemlerindeki gibi çalışırlar, ancak bir RTOS'ta bazı özellikler vardır. Bu tür kesintiler, bir denetleyici tarafından zaman yönetimi için kullanılır.

RTOS örnekleri

Ne olduğunu merak ediyorsan RTOS işletim sistemleri gerçek şu ki, hem tescilli hem de açık kaynaklı çok sayıda var:

• Kol OS: Cortex-M, Cortex-R, Cortex-A için tasarlanmış ve Apache 2.0 lisansı altında lisanslanmış bir işletim sistemi.
• Ecos: değiştirilmiş GNU GPL lisansı altında, ARM-XScale-Cortex-M, CalmRISC, 680×0-ColdFire, fr30, FR-V, H8, IA-32, MIPS, MN10300, OpenRISC, PowerPC için başka bir açık kaynaklı işletim sistemidir. , SPARC, SuperH ve V8xx.
• kabartma: ARM7/9/11, ARM Cortex-A/R/M, AVR, AVR32, C16x, CR16C, ColdFire, H8, HCS12, M16C, M32C, MSP430, NIOS2 mimarileri ile IoT ve gömülü uygulamalar için tescilli bir RTOS sistemidir , PIC18/24/32, R32C, R8C, RISC-V, RL78, RH850, RX100/200/600/700, RZ, SH2A, STM8, ST7, V850, 78K0 ve 8051.
• ÜcretsizRTOS: MIT açık kaynak lisansı altında, ARM, AVR, AVR32, ColdFire, ESP32, HCS12, IA-32, Cortex-M3-M4-M7, Infineon XMC4000, MicroBlaze, MSP430, PIC, PIC32, Renesas ile gömülü olması amaçlanmıştır. H8/S, RISC-V, RX100-200-600-700, 8052, STM32, TriCore ve EFM32 mimarileri.
• Fuşya: Google tarafından oluşturulan ve hem x86-64 hem de ARM64 üzerinde çalışmak üzere tasarlanmış ünlü açık kaynak sistemidir.
• sinek kuşları: ücretsiz GNU GPL lisansı altında x86 için bir RTOS sistemi.
• Lynx işletim sistemi: başka bir RTOS, ancak bu tescilli ve Motorola 68010, x86/IA-32, ARM, Freescale PowerPC, PowerPC 970 ve LEON gibi farklı mimariler için. Ayrıca POSIX sertifikalıdır.
• Nötrino: ARM, MIPS, PPC, SH, x86 ve XScale için tescilli bir gerçek zamanlı sistem.
• Phoenix-RTOS: izin verilen bir BSD lisansı altında, ARMv7 Cortex-M, ARMv7 Cortex-A, IA-32 ve RISC-V mimarilerini destekler.
• QNX: sahibi ve çok popülerdi. x86-64, ARM32, ARM64 ve önceki MIPS, PowerPC, SH-4, StrongARM, XScale'i desteklemek için tasarlanmıştır.
• Linux: Genellikle zaman paylaşımı modunda kullanılsa da, çekirdek, gömülü için bir RTOS'a yaklaşık olarak da çalışabilir.
• Windows CE y Windows 10 IoT: Microsoft ayrıca tescilli işletim sisteminin bu gerçek zamanlı sürümlerine sahiptir.
• Batı rüzgârı: Apache 2.0 lisansı altında ayrıca ARM (Cortex-M, Cortex-R ve Cortex-A Serisi), x86, x86-64, ARC, RISC-V, Nios II, Xtensa ve SPARC için bu diğer açık kaynaklı RTOS vardır. .