Kad dzirdam vārdu operētājsistēma, vispirms prātā nāk tā, ka operētājsistēma tiek izmantota klēpjdatoros un datoros. Parasti mēs izmantojam dažāda veida operētājsistēmas, piemēram, Windows XP, Linux, Ubuntu, Windows 7,8.8.1 un 10. Viedtālruņos operētājsistēmas ir tādas kā KitKat, Jellybean, marshmallow un Nougat. Digitālā elektroniskā ierīcē ir sava veida operētājsistēma, kuru ir izstrādājusi mikrokontrolleru programmu . Tur ir dažāda veida operētājsistēmas izstrādāt mikrokontrollerim, taču šeit mēs esam apsprieduši reāllaika operētājsistēmu.
Kas ir reālā laika operētājsistēma?
RTOS ir operētājsistēma, tā ir reālā laika sistēmas smadzenes un tās reakcija uz ievadi nekavējoties. RTOS uzdevums tiks izpildīts līdz norādītajam laikam un tā atbildes prognozējamā veidā uz neparedzamiem notikumiem. RTOS struktūra ir parādīta zemāk.
RTOS struktūra
RTOS veidi
Ir trīs dažādi RTOS veidi, kas seko
- Mīkstā reāllaika operētājsistēma
- Cieta reāllaika operētājsistēma
- Stingra reāllaika operētājsistēma
RTOS veidi
Soft reāllaika operētājsistēma
Mīkstajai reāllaika operētājsistēmai ir noteikti termiņi, to var nokavēt, un viņi veiks darbību laikā t = 0 +. Mīkstā reāllaika operētājsistēma ir operētājsistēmas veids, un tā nesatur ierobežotus noteikumus. Šīs operētājsistēmas kritiskais laiks zināmā mērā tiek aizkavēts. Šīs operētājsistēmas piemēri ir digitālā kamera, mobilie tālruņi un tiešsaistes dati utt.
Soft reāllaika operētājsistēma
Cietā reāllaika operētājsistēma
Tas ir arī OS veids, un tas tiek prognozēts līdz noteiktam termiņam. Paredzētie termiņi reaģēs laikā t = 0. Daži šīs operētājsistēmas piemēri ir gaisa spilvenu vadība automašīnās, pretbloķēšanas bremzes un motora vadības sistēma utt.
Stingra reāllaika operētājsistēma
Uzņēmuma reāllaikā operētājsistēmai ir noteikti laika ierobežojumi, tie nav stingri un var izraisīt nevēlamus efektus. Šīs operētājsistēmas piemēri ir vizuāla pārbaude rūpnieciskajā automatizācijā.
Darbs ar reāllaika operētājsistēmu
Ir dažādi RTOS pamatfunkciju veidi
- Prioritāra plānotājs
- Sistēmas pulksteņa pārtraukums
- Noteicoša uzvedība
- Sinhronizācija un ziņojumapmaiņa
- RTOS pakalpojums
Prioritārā plānotājs
Prioritārā plānotājā lielākā daļa RTOS ir no 32 līdz 256 iespējamām prioritātēm atsevišķiem uzdevumiem vai procesiem. Šis plānotājs palaidīs procesu ar visaugstāko prioritāti. Ja uzdevums darbojas centrālajā procesorā, tiek izpildīts nākamais augstākās prioritātes uzdevums un turpiniet procesus.
Sistēmā visaugstākās prioritātes procesam būs CPU
- Tas skrien aizvērt
- Ja sākotnējais uzdevums ir aizstāts ar jauno, tiek sagatavots augstas prioritātes process.
Ir trīs uzdevumu vai procesu stāvokļi, kas ir kā gatavi darbam, un otrs ir bloķēts, un katra stāvokļa apraksts ir sniegts zemāk.
Gatavs darbam
Tiek gatavs darboties, kad procesam ir visi palaistie resursi, taču tam nevajadzētu būt darbības stāvoklī. Tad to sauc par gatavu darbam.
Skriešana
Ja uzdevums tiek izpildīts, tiek teikts, ka tam ir darbības stāvoklis.
Bloķēts
Šajā stāvoklī, ja tam nav pietiekami daudz resursu, lai palaistu, tas tiek nosūtīts uz bloķēto stāvokli.
Trīs paņēmieni tiek modificēti, lai ieplānotu uzdevumu, ir šādi ar to aprakstu.
Sadarbības plānošana
Šāda veida plānošanā uzdevums tiks izpildīts līdz izpildes beigām
Apaļā Robina plānošana
Šajā plānošanā katram procesam tiek piešķirts noteikts laika nišs, un procesam ir jāpabeidz tā izpilde, pretējā gadījumā uzdevums zaudē plūsmu un datu ģenerēšanu.
Iepriekšēja plānošana
Iepriekšēja plānošana ietver prioritāru laika piešķiršanu no laika. Parasti tiek izmantoti 256 prioritāšu līmeņi, un katram uzdevumam ir unikāls prioritātes līmenis. Ir dažas sistēmas, kas atbalsta lielāku prioritātes līmeni, un vairākiem uzdevumiem ir dažas prioritātes.
Sistēmas pulksteņa pārtraukšanas kārtība
Lai veiktu laika jutīgu darbību, RTOS nodrošinās sava veida sistēmas pulksteņus. Ja ir 1ms sistēmas pulkstenis, uzdevums ir jāpaveic 50 ms. Parasti ir API, kas seko jums, lai teiktu “Pēc 50 minūtēm pamodini mani”. Tādējādi uzdevums būtu gulēšanas stāvoklī, līdz RTOS pamodīsies. Mums ir divi paziņojumi, ka pamodinātais nenodrošinās, ka tas darbojas tieši tajā laikā, tas ir atkarīgs no prioritātes un, ja pašlaik darbojas augstāka prioritāte, tas tiktu aizkavēts.
Noteicoša uzvedība
RTOS pārvietojas lielā garumā, lai aizsargātu to, ka neatkarīgi no tā, vai esat veicis 100 uzdevumus vai 10 uzdevumus, attāluma maiņai kontekstā nav atšķirības, un tas nosaka nākamo augstākās prioritātes uzdevumu. Galvenajā apgabalā, kas ir determinējošs, RTOS ir pārtraukumu apstrāde, kad par pārtraukuma līniju tiek signalizēts, RTOS nekavējoties veic pareizo pārtraukuma pakalpojumu rutīnas darbību un pārtraukums tiek apstrādāts bez kavēšanās.
Mums ir troksnis, ka projekta izstrādātāji rakstīs aparatūras specifiskos ISR. Pirms tam RTOS piešķir ISR seriālajiem portiem, sistēmas pulksteņiem, un tā var būt tīkla aparatūra, bet, ja ir kaut kas specializēts, piemēram, elektrokardiostimulatora signāli, izpildmehānismi utt., Neietilpst RTOS.
Tas viss attiecas uz bruto vispārinājumiem, un RTOS ir daudz dažādu ieviešanas variantu. Daži no RTOS tiek darbināti atšķirīgi, un iepriekšējais apraksts ir piemērots lielai daļai esošo RTOS.
Sinhronizācija un ziņojumapmaiņa
Sinhronizācija un ziņojumapmaiņa nodrošina saziņu starp vienas sistēmas uzdevumu uz citu sistēmu un sekojošajiem ziņojumapmaiņas pakalpojumiem. Lai sinhronizētu notikuma karodziņu iekšējās darbības un nosūtītu īsziņas, kuras varam izmantot pastkastē, caurulēs un ziņojumu rindās. Kopējos datu apgabalos tiek izmantotas semaforas.
- Semaforas
- Pasākuma karogi
- Pastkastes
- Caurules
- Ziņojumu rindas
RTOS pakalpojums
Vissvarīgākā operētājsistēmas daļa ir kodols. Lai uzraudzītu aparatūru, uzdevums ir jāatbrīvo, un atbildības kodols pārvalda un piešķir resursus. Ja uzdevums nevar iegūt CPU uzmanību katru reizi, kodols nodrošina arī dažus citus pakalpojumus. Tālāk ir
- Laika pakalpojumi
- Pārtraukšanas apstrādes pakalpojumi
- Ierīču pārvaldības pakalpojumi
- Atmiņas pārvaldības pakalpojumi
- Ieejas-izejas pakalpojumi
RTOS priekšrocības
- Kad visi resursi un ierīces ir neaktīvi, RTOS nodrošina maksimālu sistēmas patēriņu un lielāku izvadi.
- Kad tiek veikts uzdevums, nav iespēju iegūt kļūdu, jo RTOS nav kļūdu.
- Atmiņas piešķiršana ir labākais veids, kā pārvaldīt šāda veida sistēmas.
- Šāda veida sistēmā pārslēgšanās laiks ir ļoti mazāks.
- Programmas mazā apjoma dēļ RTOS tiek izmantots iegultā sistēma piemēram, transports un citi.
Šajā rakstā mēs esam apsprieduši, kā darbosies reāllaika operētājsistēma. Es ceru, ka, izlasot šo informāciju, esat ieguvis pamatinformāciju. Ja jums ir kādi jautājumi par šo rakstu vai elektrisko projektu realizēšanai , lūdzu, nekautrējieties komentēt zemāk esošajā sadaļā. Šeit ir jautājums jums, kādas ir RTOS funkcijas?
