Når vi hører ordet operativsystem, kommer først i vores sind det operativsystem, der bruges i laptops og computere. Generelt bruger vi forskellige typer operativsystemer som Windows XP, Linux, Ubuntu, Windows 7,8.8.1 og 10. I smartphones er operativsystemerne som KitKat, Jellybean, marshmallow og Nougat. I en digital elektronisk enhed er der en slags operativsystem, som er udviklet af mikrokontrolprogrammet . Der er forskellige typer operativsystemer at udvikle sig til mikrokontrolleren, men her har vi diskuteret operativsystemet i realtid.
Hvad er et operativsystem i realtid?
RTOS er et operativsystem, det er en hjerne i realtidssystemet og dets svar på input med det samme. I RTOS afsluttes opgaven inden for den angivne tid og dens svar på en forudsigelig måde på uforudsigelige begivenheder. Strukturen af RTOS er vist nedenfor.
Struktur af RTOS
Typer af RTOS
Der er tre forskellige typer RTOS, der følger
- Blødt operativsystem i realtid
- Hårdt realtids operativsystem
- Fast realtids operativsystem
Typer af RTOS
Blødt operativsystem i realtid
Det bløde realtidsoperativsystem har visse deadlines, kan gå glip af, og de vil udføre handlingen ad gangen t = 0 +. Det bløde realtidsoperativsystem er en type OS, og det indeholder ikke begrænsede ekstreme regler. Den kritiske tid for dette operativsystem er forsinket til en vis grad. Eksemplerne på dette operativsystem er det digitale kamera, mobiltelefoner og online data osv.
Blødt operativsystem i realtid
Hårdt realtidsoperativsystem
Dette er også en type OS, og det forudsiges af en deadline. De forudsagte frister reagerer ad gangen t = 0. Nogle eksempler på dette operativsystem er airbag-kontrol i biler, blokeringsfri bremse og motorstyringssystem osv.
Fast realtidsoperativsystem
I fast realtid har et operativsystem visse tidsbegrænsninger, de er ikke strenge, og det kan forårsage uønskede effekter. Eksempler på dette operativsystem er en visuel inspektion i industriel automatisering.
Arbejde med realtidsoperativsystem
Der findes forskellige typer grundlæggende funktioner i en RTOS, der følger
- Prioritetsbaseret planlægning
- Systemur afbryder rutine
- Deterministisk adfærd
- Synkronisering og beskeder
- RTOS-service
Prioritetsbaseret planlægning
I den prioritetsbaserede planlægning ligger det meste af RTOS mellem 32 og 256 mulige prioriteter for de enkelte opgaver eller processer. Denne planlægning kører processen med den højeste prioritet. Hvis opgaven kører på CPU'en, kører den næste højeste prioritetsopgave og fortsætter processerne.
I systemet har CPU'en den højeste prioritet
- Det løber for at lukke
- Hvis den oprindelige opgave foregribes af den nye, gøres en proces med høj prioritet klar.
Der er tre tilstande for opgaverne eller processerne, som er som klar til at køre, og den anden er blokeret, og beskrivelsen af hver tilstand gives nedenfor.
Klar til at køre
Den klar til at køre siges at være, når processen har alle ressourcer til at køre, men den skal ikke være i kørende tilstand. Derefter kaldes det som en klar til at køre.
Løb
Hvis opgaven udføres, siges den at have en kørende tilstand.
Blokeret
I denne tilstand sendes den til blokeret tilstand, hvis den ikke har nok ressourcer til at køre.
Tre teknikker er ændret til at planlægge opgaven, der følger med deres beskrivelse.
Samarbejdsplanlægning
I denne type planlægning kører opgaven, indtil udførelsen er afsluttet
Runde Robin Planlægning
I denne planlægning tildeles hver proces et fast tidsinterval, og processen skal færdiggøre dens udførelse ellers mister opgaven sin strømning og generering af data.
Forebyggende planlægning
Den forebyggende planlægning involverer den prioriterede tidsafhængige tidsallokering. Generelt bruges 256 prioritetsniveauer, og hver opgave har et unikt prioritetsniveau. Der er nogle systemer, der understøtter det mere prioritetsniveau, og flere opgaver har nogle prioriteter.
Systemur afbryder rutine
For at udføre den tidsfølsomme operation vil RTOS give en slags systemure. Hvis der er et 1 ms systemur, skal du udføre opgaven på 50 ms. Normalt er der en API, der følger dig for at sige 'Om 50ms vækker mig'. Derfor vil opgaven være i sovende stilling, indtil RTOS vågner op. Vi har to meddelelser om, at den vækkede ikke vil sikre, at den kører nøjagtigt på det tidspunkt, det afhænger af prioriteten, og hvis den højere prioritet kører i øjeblikket, vil den blive forsinket.
Deterministisk adfærd
RTOS bevæger sig meget langt for at beskytte, at uanset om du har taget 100 opgaver eller 10 opgaver, betyder det ikke nogen forskel i afstanden for at skifte kontekst, og det bestemmer den næste højeste prioritetsopgave. I det primære område, der er deterministisk, er RTOS afbrydningshåndteringen, når afbrydelseslinjen signaleres dem, tager RTOS straks handlingen med den korrekte afbrydelsesrutine, og afbrydelsen håndteres uden forsinkelse.
Vi er støjende over, at udviklerne af projektet skriver hardwarespecifikke ISR'er. Før nu giver RTOS ISR'erne til de serielle porte, systemure og det kan være en netværkshardware, men hvis der er noget specialiseret som pacemaker-signaler, aktuatorer osv., Er det ikke en del af RTOS.
Dette handler om grove generaliseringer, og der er en stor variation implementering i RTOS. Nogle af RTOS betjenes forskelligt, og ovenstående beskrivelse er i stand til den store del af eksisterende RTOS.
Synkronisering og beskeder
Synkroniseringen og messaging giver kommunikationen mellem opgaven for et system til et andet system og messaging-tjenesterne følger. For at synkronisere de interne aktiviteter bruges begivenhedsflagget og til at sende de tekstbeskeder, vi kan bruge i postkassen, rørene og meddelelseskøerne. I de fælles datarealer bruges semaforerne.
- Semaforer
- Begivenhedsflag
- Postkasser
- Rør
- Meddelelseskøer
RTOS-service
Den vigtigste del af operativsystemet er kernen. For at overvåge hardwaren skal opgaven afhjælpes, og ansvarets kerne styrer og fordeler ressourcerne. Hvis opgaven ikke kan få CPU-opmærksomhed for hver gang, er der nogle andre tjenester, der leveres af kernen. Følgende er
- Tidstjenester
- Afbryd håndteringstjenester
- Enhedsadministrationstjenester
- Hukommelsesstyringstjenester
- Input-output-tjenester
Fordele ved RTOS
- Når alle ressourcer og enheder er inaktive, giver RTOS maksimalt forbrug af systemet og mere output.
- Når en opgave udføres, er der ingen chance for at få fejlen, fordi RTOS er fejlfri.
- Hukommelsestildeling er den bedste type at administrere i denne type system.
- I denne type system er skiftetiden meget mindre.
- På grund af programmets lille størrelse bruges RTOS i integreret system som transport og andre.
I denne artikel har vi diskuteret, hvordan operativsystemet i realtid fungerer. Jeg håber, at du ved at læse dette har fået nogle grundlæggende oplysninger. Hvis du har spørgsmål vedrørende denne artikel eller til at gennemføre elektriske projekter , er du velkommen til at kommentere i nedenstående afsnit. Her er spørgsmålet til dig, hvad er funktionerne i RTOS?
