- Шта је РТОС?
- Зашто РТОС ??
- Разлика између оперативног система у реалном времену и оперативног система
- Врсте РТОС-а
- Предности коришћења бесплатног РТОС-а
- Нека главна питања везана за РТОС
- Како се користи РТОС
Уграђени системи имају широк спектар примене у свим електронским уређајима око нас, очигледан пример је мини лаптоп који стално носимо са собом, да, мислим на наше мобилне телефоне.
Кад год уграђени систем дође у слику, то је увек комбинација хардвера попут микроконтролера или микропроцесора и софтвера попут фирмвера или оперативног система. Оперативни систем чини основу свих електронских уређаја и управља и хардвер и софтвер унутар било који електронски уређај. Појам оперативни систем није ограничен само на Уник и Виндовс за рачунаре већ се може проширити и на микроконтролере. Један такав оперативни систем који може да ради на микроконтролерима назива се оперативни систем у реалном времену. Овде ћемо научити о РТОС-у и апликацијама оперативног система у реалном времену.
Шта је РТОС?
Оперативни систем у стварном времену, популарно познат као РТОС, пружа контролеру могућност да одговори на унос и изврши задатке у одређеном временском периоду на основу приоритета. На први поглед, РТОС може звучати као било који други уграђени програм или фирмвер, али је изграђен на архитектури оперативног система. Стога, као и сваки оперативни систем, РТОС може дозволити извршавање више програма истовремено подржавајући мултиплексирање. Као што знамо, језгро процесора или контролера може истовремено извршавати само једну инструкцију, али РТОС има нешто што се назива планеркоја одлучује коју ће инструкцију прво извршити и тако извршава инструкције више програма један за другим. Технички РТОС само ствара илузију вишеструког узимања извршавајући паралелно упутства једну по једну.
Ово чини РТОС погодним за разне примене у стварном свету. У РТОС-у за било који улаз кад год је процењена логика која даје одговарајући излаз. Ова логика се мери на основу не само логичке креативности већ и временског трајања у коме је одређени задатак извршен. Ако систем не успе да изврши задатак у то одређено време, то је познато као системски квар.
Зашто РТОС ??
- Доступност управљачких програма: У РТОС-у је доступно много управљачких програма, што нам омогућава да их директно користимо за разне апликације.
- Планиране датотеке: РТОС се брине о заказивању, тако да се, уместо да се фокусирамо на заказивање било ког система, можемо једноставно усредсредити на развој апликације. На пример, датотеке распореда задатака користе се за дефинисање одређених радњи кад год је испуњен скуп услова. РТОС користи одређене напредне алгоритме за заказивање типично покренутих, спремних и блокираних стања која током извођења РТОС-а више усредсређују на развој апликација него на планирање.
- Флексибилност додавања функција: Унутар РТОС-а чак и ако сте спремни да додате нове функције, можете их једноставно додати без нарушавања постојећих карактеристика
Разлика између оперативног система у реалном времену и оперативног система
Постоје различите разлике између оперативног система у реалном времену и оперативних система као што су Виндовс, Линук итд. Погледајмо их један по један уз помоћ формата табеле:
| С.Но | Оперативни систем | Систем у реалном времену |
| 1 | Дељење времена је основа извршавања процеса у оперативном систему | Процеси се извршавају на основу редоследа њиховог приоритета |
| 2 | Оперативни систем делује као интерфејс између хардвера и софтвера система | Систем у реалном времену је дизајниран да извршава своје проблеме у стварном свету |
| 3 | Управљање меморијом није критично питање када је у питању извршавање оперативног система | Управљање меморијом је тешко јер се на основу издвајања меморије у стварном времену додељује меморија, што је само по себи критично |
| 4 | Примене: Оффице, Дата центри, Систем за кућу итд | Примене: Управљање авионом или нуклеарним реактором, опрема за научна истраживања |
| 5 | Примери: Мицрософт Виндовс, Линук, ОС | Примери: Вк Воркс, КНКС, Виндовс ЦЕ |
Врсте РТОС-а
Оперативни систем у реалном времену можемо категоризовати углавном у три дела, наиме
- Тврди оперативни систем у реалном времену
- Мекани оперативни систем у реалном времену
- Чврст оперативни систем у реалном времену
1. Тврди оперативни систем у реалном времену
Почнимо да разумемо ову врсту оперативног система на примеру, живи пример за то је систем контроле лета. Унутар система контроле лета, било које задатке које пилот зада у облику уноса треба извршити на време. У тешком оперативном систему у реалном времену, грешке система се могу толерисати. Карактеристике тврдог РТОС-а су:
- За обављање задатака на време
- Непоштовање рока је кобно
- Гарантовано лошије време одзива у случају
- Може довести до квара система
2. Мекани оперативни систем у реалном времену
Најлакши пример употребе софт РТОС-а је мрежна база података, јер је у оквиру софт РТОС-а параметар који нас више брине брзина. Дакле, карактеристике софт РТОС-а су:
- Задаће треба обављати што је брже могуће
- Касно извршавање задатака је непожељно, али није кобно
- Постоји могућност погоршања перформанси
- Не може довести до квара система
3. Чврст оперативни систем у реалном времену
Роботска рука која се користи за одабир предмета може се сматрати једним од примера фирме РТОС. Овде, у оквиру ове чврсте РТОС, чак и ако је процес одложен, то се толерише.
Предности коришћења бесплатног РТОС-а
Следе предности програма РТОС у апликацијама.
- Нема проблема са заштитним зидом
- Ниска ширина опсега за побољшане перформансе
- Побољшана сигурност и приватност
- Ниска цена, због смањења хардверских и софтверских компонената које се користе за развој
Нека главна питања везана за РТОС
Сада, упркос томе што има много предности за РТОС у стварном свету, он такође има разне недостатке. Овде се расправља о неким питањима у вези с тим.
- Прекиди се обично користе у програмима да зауставе извршни програм да би преусмерили ток на неки други важан део кода. Овде, у оквиру РТОС-а, јер је потребно брзо време одзива; препоручује се да се прекиди онемогуће на минимално могуће време.
- Будући да језгро такође треба да одговара на различите догађаје, потребно је да има мању величину језгра како би се могло правилно уклопити у РОМ
- Софистициране карактеристике РТОС-а треба уклонити јер у њему не постоји концепт такве виртуелне меморије.
Како се користи РТОС
Сад кад знате шта је РТОС и где можете да га користите, за почетак рада са РТОС-ом обично морате користити Торнадо или развојно окружење ФрееРТОС. Погледајмо укратко оба ова развојна окружења.
Торнадо - ВкВоркс
Торнадо је интегрисано окружење за развој уграђених РТОС апликација у реалном времену на циљном систему. Торнадо се састоји од три основна елемента која су наведена у наставку.
1) ВкВоркс
2) Алати за изградњу апликација (компајлер и придружени програми)
3) Интегрисано развојно окружење, које може да управља, отклања грешке и надгледа ВкВоркс апликацију
ВкВоркс је умрежени оперативни систем у реалном времену. За почетак са ВкВоркс-ом требали бисмо имати један развојни комплет (циљ) заједно са једном радном станицом. Овде развојни комплет није ништа друго до циљни домаћин или компонента која комуницира са циљним сервером на радној станици. Циљ овде повезује торнадо алате као што су љуска и програм за отклањање грешака. Стога ћемо, користећи ВкВоркс, конфигурисати и изградити системе, док нам Торнадо пружа графички кориснички интерфејс и алате за командну линију за конфигурацију и изградњу.
Веома важна тачка која се овде појављује је да приликом инсталирања торнада у вашем систему инсталациони директоријум треба користити
стазе као: инсталлДир / таргет. На пример, ако желите да свој торнадо сачувате у Ц: \ торнадо на Виндовс рачунару, пуни назив путање у том случају треба идентификовати као инсталлДир / таргет / х / вкворкс.х.
Овде нећемо детаљно расправљати о карактеристикама Вк дела (оставићемо то за следећи водич), већ ћемо разговарати о томе како се развој може извршити помоћу Ц ++ у Вкворкс-у помоћу ВиндРивер ГНУ. ВиндРивер ГНУ нам помаже у пружању графичке анализе у вези са прекидом укљученим током извршавања, као и извештаја о коришћењу меморије.
На пример, горе наведени приказ ВиндРивер-а објашњава придружени број процесора заједно са приоритетом задатака (тЛовПри & тХигхПри). Стање мировања, односно линија зелене боје, наводи временски период за који процесор није у свом радном стању, а који се примећује након сваких неколико секунди. т1, т7, т8 & т9 нису ништа друго до различити процесори који се користе. Овде бирамо само т7 процесор.
Стога је овај Виндривер способан да позове и ВкВоркс и потпрограме апликационог модула. Можете покренути апликацију Виндривер било са траке са алаткама за покретање торнада (-> дугме и) касније кликните на мени, а затим кликните на љуску. И на крају, из командне линије унесите „> виндсх таргет сервер“.
Сада за програмирање користећи Ц ++, важно је укључити ИНЦЛУДЕ_ЦПЛУС_ДЕМАНГЛЕР компоненту, ова компонента деманглер омогућава циљним симболима љуске да врате човеку читљиве форме имена Ц ++ симбола. Пре него што преузмете Ц ++ модул на Вкворкс таргет, следите поступак познат под називом мунцхинг. Овде се мунцхинг односи на додатни корак обраде хоста.
Саставите изворни програм апликације Ц ++ и набавите, на пример, датотеку хелло.цпп. Касније га покрените да бисте мунцхали на.о и компајлирали генерисану цтдт.ц датотеку. Даље, повежите апликацију са цтдт.о да бисте генерисали модул за преузимање, хелло.оут унутар ВкВоркс-а. Резултат након извршавања овог ВкВоркса биће датотека израде која ће се користити на неком циљу.
Бесплатни РТОС
Генерално, кад год започнемо са РТОС-ом, углавном преферирамо Вк Воркс РТОС. Али, хајде да укратко разговарамо о бесплатном РТОС-у, који почетници такође могу користити за пролазак кроз концепт оперативног система у реалном времену. Фрее РТОС су развили Рицхард Барри и ФрееРТОС тим, такође је у власништву Реал тиме енгинеерс лтд, али је бесплатан за употребу и може се једноставно преузети кликом на доњу везу
Преузмите бесплатни РОТС
Најновија верзија бесплатног РТОС-а која се користила у време овог чланка је верзија 10, наведена као ФрееРТОС В10.
Највећа предност бесплатног РТОС-а, што га чини супериорнијим у односу на остале РТОС-ове, је његово неовисно понашање од платформе у погледу хардвера, тј. Ц код који ћемо користити за извршавање оперативног система може се покретати на различитим платформама различите архитектуре. Стога, без обзира да ли користите 8051 микроконтролер или неки најновији АРМ микроконтролер, код који сте написали заједно са поступком извршавања биће сличан за оба.
Много је других предности коришћења бесплатног РТОС-а преко Вк дела и других алата за управљање РТОС-ом. Неки од њих могу се навести као:
- Пружа лакше тестирање
- Промовише концепт поновне употребљивости кода
- Мање празног хода
- Лако одржавање
- Апстрактне информације о времену
Такође, основни кернел, где се кернел односи на централну компоненту оперативног система која је присутна у бесплатном РТОС-у, чини га доступним за употребу у разним апликацијама. Будући да је лако прикључити проширене модуле на оперативне системе, да бисте добили више апликација, бесплатни РТОС постаје све моћнији.
Један од примера коришћења бесплатног РТОС-а може се објаснити коришћењем концепта комбиновања бесплатног РТОС-а са Набто-ом. Набто је бесплатан веб уређај који се користи за пренос података са уређаја у прегледач.
Због тога комбиновање бесплатног РТОС-а са Набто-ом чини мали део Ц кода како је објашњено на слици а. Сада је Интернет оф Тхингс (ИОТ) у тренду и сваки ИОТ уређај којем ћемо приступити има јединствени УРЛ преко Интернета, а технологија омогућава сигурне и изузетно ниске пропусне везе од тачке до тачке. У недостатку интернет конекције ова комбинација може бити корисна. Стога је бесплатни РТОС популаран избор када је у питању примена ИОТ-а.