Kad čujemo riječ operativni sustav, prvo nam na pamet pada operativni sustav koji se koristi u prijenosnim računalima i računalima. Općenito koristimo različite vrste operativnih sustava poput Windows XP, Linux, Ubuntu, Windows 7,8.8.1 i 10. U pametnim telefonima operativni sustavi su poput KitKat, Jellybean, marshmallow i Nougat. U digitalnom elektroničkom uređaju postoji neka vrsta operativnog sustava koji je razvio program mikrokontrolera . Tamo su različite vrste operativnih sustava razviti za mikrokontroler, ali ovdje smo razgovarali o operativnom sustavu u stvarnom vremenu.
Što je operativni sustav u stvarnom vremenu?
RTOS je operativni sustav, mozak je sustava u stvarnom vremenu i njegova reakcija na ulaze odmah. U RTOS-u će se zadatak izvršiti do navedenog vremena i njegovi odgovori na predvidljiv način na nepredvidive događaje. Struktura RTOS-a prikazana je u nastavku.
Struktura RTOS-a
Vrste RTOS-a
Slijede tri različite vrste RTOS-a
- Mekani operativni sustav u stvarnom vremenu
- Tvrdi operativni sustav u stvarnom vremenu
- Čvrst operativni sustav u stvarnom vremenu
Vrste RTOS-a
Mekani operativni sustav u stvarnom vremenu
Mekani operativni sustav u stvarnom vremenu ima određene rokove, možda će se propustiti i poduzet će radnju u trenutku t = 0 +. Mekani operativni sustav u stvarnom vremenu vrsta je OS-a i ne sadrži ograničenja na ekstremna pravila. Kritično vrijeme ovog operativnog sustava donekle je odgođeno. Primjeri ovog operativnog sustava su digitalni fotoaparat, mobiteli i mrežni podaci itd.
Mekani operativni sustav u stvarnom vremenu
Tvrdi operativni sustav u stvarnom vremenu
Ovo je također vrsta OS-a i predviđa se u roku. Predviđeni rokovi reagirat će u trenutku t = 0. Neki primjeri ovog operativnog sustava su kontrola zračnog jastuka u automobilima, antiblokirna kočnica i sustav upravljanja motorom itd.
Čvrst operativni sustav u stvarnom vremenu
U tvrtki u stvarnom vremenu operativni sustav ima određena vremenska ograničenja, nisu stroga i može prouzročiti neželjene učinke. Primjeri ovog operativnog sustava su vizualni pregled industrijske automatizacije.
Rad s operativnim sustavom u stvarnom vremenu
Slijede različite vrste osnovnih funkcionalnosti RTOS-a
- Planer zasnovan na prioritetu
- Rutina prekida sistemskog sata
- Determinističko ponašanje
- Sinkronizacija i razmjena poruka
- RTOS usluga
Planer temeljen na prioritetu
U planeru zasnovan na prioritetima, većina RTOS-a ima između 32 i 256 mogućih prioriteta za pojedinačne zadatke ili procese. Ovaj planer će pokrenuti postupak s najvišim prioritetom. Ako se zadatak izvodi na CPU-u, tada se izvodi sljedeći zadatak s najvišim prioritetom i kontinuirano nastavlja procese.
U sustavu će proces s najvećim prioritetom imati CPU
- Trči zatvoriti
- Ako izvorni zadatak preuzme novi, tada se priprema postupak s visokim prioritetom.
Postoje tri stanja zadataka ili procesa koja su spremna za pokretanje, a drugo je blokirano, a opis svakog stanja dat je u nastavku.
Spremni za trčanje
Govori se da je spremno za pokretanje kada proces ima sve resurse za pokretanje, ali ne bi trebao biti u stanju pokretanja. Tada se poziva kao spreman za trčanje.
Trčanje
Ako se zadatak izvršava, tada se kaže da ima pokrenuto stanje.
Blokiran
U ovom stanju, ako nema dovoljno resursa za pokretanje, onda se šalje u blokirano stanje.
Tri tehnike izmijenjene su kako bi se rasporedio zadatak, slijede slijedeće s njihovim opisom.
Zakazivanje suradnje
U ovoj vrsti rasporeda, zadatak će se izvoditi dok se izvršenje ne dovrši
Round Robin zakazivanje
U ovom zakazivanju, svakom procesu se dodjeljuje fiksni vremenski interval i postupak treba dovršiti svoje izvršavanje, inače zadatak gubi svoj protok i generiranje podataka.
Preventivno zakazivanje
Preventivno zakazivanje uključuje prioritetno raspoređivanje vremena ovisno o vremenu. Općenito se koristi 256 razina prioriteta, a svaki zadatak ima jedinstvenu razinu prioriteta. Postoje neki sustavi koji podržavaju razinu prioriteta, a više zadataka ima neke prioritete.
Rutina prekida sistemskog sata
Da bi izvršio vremenski osjetljivu operaciju, RTOS će pružiti neku vrstu sistemskih satova. Ako postoji sistemski sat od 1 ms, zadatak morate izvršiti za 50 ms. Obično postoji API koji vas prati kako biste rekli 'Probudite me za 50ms'. Stoga bi zadatak bio u položaju za spavanje dok se RTOS ne probudi. Imamo dvije obavijesti da probuđeni neće osigurati da se pokrene točno u to vrijeme, to ovisi o prioritetu i ako bi trenutno radio veći prioritet, to bi bilo odgođeno.
Determinističko ponašanje
RTOS se pomiče u velikoj mjeri kako bi zaštitio da, bez obzira jeste li poduzeli 100 zadataka ili 10 zadataka, ne pravi razliku u udaljenosti za prebacivanje konteksta i određuje sljedeći zadatak s najvišim prioritetom. U glavnom području determinističko, RTOS je upravljanje prekidima, kada im se signalizira linija prekida, RTOS odmah poduzima radnju ispravne rutine usluge prekida i prekidom se rukuje bez odgađanja.
Moramo zvučati da će programeri projekta napisati ISR-ove specifične za hardver. Prije toga RTOS daje ISR-ove za serijske priključke, satove sustava i možda je mrežni hardver, ali ako postoji nešto specijalizirano poput signala pejsmejkera, aktuatora itd., Nisu dio RTOS-a.
Ovdje se radi o grubim generalizacijama i u RTOS-u postoji velika raznolikost provedbe. Neki od RTOS-a rade različito, a gornji je opis sposoban za velik dio postojećih RTOS-a.
Sinkronizacija i razmjena poruka
Sinkronizacija i razmjena poruka omogućuje komunikaciju između zadatka jednog sustava s drugim sustavom i sljedećih usluga razmjene poruka. Za sinkronizaciju internih aktivnosti koristi se zastava događaja i za slanje tekstualnih poruka koje možemo koristiti u poštanskom sandučiću, cijevima i redovima poruka. U zajedničkim podatkovnim područjima koriste se semafori.
- Semafori
- Zastave događaja
- Poštanski sandučići
- Cijevi
- Redovi poruka
Usluga RTOS
Najvažniji dio operativnog sustava je kernel. Da bi se nadzirao hardver, zadatak bi trebao biti oslobođen, a odgovornosti kernel upravlja i raspoređuje resurse. Ako zadatak ne može privući pažnju CPU-a svaki put, postoje neke druge usluge koje jezgra pruža. Slijede
- Vremenske usluge
- Usluge upravljanja prekidima
- Usluge upravljanja uređajima
- Usluge upravljanja memorijom
- Ulazno-izlazne usluge
Prednosti RTOS-a
- Kad su svi resursi i uređaji neaktivni, tada RTOS daje maksimalnu potrošnju sustava i više rezultata.
- Kada se zadatak izvršava, nema šanse za pogrešku jer je RTOS bez pogrešaka.
- Dodjela memorije je najbolji tip za upravljanje u ovoj vrsti sustava.
- U ovoj je vrsti sustava vrijeme prebacivanja vrlo malo.
- Zbog male veličine programa, RTOS se koristi u sustavu Windows ugrađeni sustav poput prijevoza i drugih.
U ovom smo članku razgovarali o tome kako će funkcionirati operativni sustav u stvarnom vremenu. Nadam se da ste čitajući ovo dobili neke osnovne informacije. Ako imate pitanja u vezi s ovim člankom ili za provedbu električnih projekata , slobodno komentirajte u odjeljku ispod. Evo pitanja za vas, koje su funkcije RTOS-a?
