Что такое настоящий

Feb 05, 2024

Ваше руководство по выбору ОСРВ для вашего следующего проекта встраиваемой системы.

Операционная система реального времени (RTOS) — это операционная система с двумя ключевыми характеристиками: предсказуемостью и детерминизмом. В ОСРВ повторяющиеся задачи выполняются в течение ограниченного времени, тогда как в операционной системе общего назначения это не обязательно так. Предсказуемость и детерминизм в данном случае идут рука об руку: мы знаем, сколько времени займет выполнение задачи и что она всегда будет давать один и тот же результат.

ОСРВ подразделяются на системы «мягкого» реального времени и «жесткого» реального времени. Системы мягкого реального времени работают в течение нескольких сотен миллисекунд в масштабе человеческой реакции. Однако системы жесткого реального времени дают ответы, предсказуемые в течение десятков миллисекунд или меньше.

Таксономия операционных систем

ОСРВ — это тип операционной системы, но она сильно отличается от той, с которой знакомо большинство потребителей. Операционные системы в телефонах или персональных компьютерах сравнительно перегружены приложениями и функциями; они должны быть в состоянии поддерживать все, что пользователь может захотеть сделать сегодня. С другой стороны, ОСРВ оптимизирована и предназначена для быстрого и эффективного выполнения своих задач. Это небольшая часть размера, иногда всего несколько мегабайт (против более 20 гигабайт), с простым графическим интерфейсом и отсутствием многих привычных функций, таких как веб-браузер.

Встроенная система — это компьютер, встроенный в более крупную машину, например микроконтроллер на роботизированной руке. В некритических системах с некоторой гибкостью временных рамок разработчики могут использовать операционную систему общего назначения (GPOS) с открытым исходным кодом, например Linux. Linux — полнофункциональная, гибкая и хорошо известная система. В критической системе (неважно, критичной для безопасности или критичной для выполнения миссии) разработчики выбирают операционные системы реального времени. Характеристики, которые отличают ОСРВ, часто имеют решающее значение для успеха. Например, роботизированная рука на заводе должна быть предсказуемой и надежной, и она должна иметь возможность немедленно остановиться, когда сотрудники входят в зону ее работы. Вариативность может привести к напрасной трате ресурсов, проблемам с контролем качества или травмам.

Роботизированная рука должна иметь возможность немедленно остановиться, когда сотрудники входят в зону ее работы.

Благодаря своим преимуществам операционная система реального времени чаще всего используется во встроенной системе, то есть в системе, которая работает за кулисами более крупной операции. ОСРВ обычно не имеет графического интерфейса. Иногда несколько операционных систем интегрируются одновременно, чтобы обеспечить эксплуатационные возможности в сочетании с удобством использования ОС общего назначения.

ОСРВ часто используются в интеллектуальных периферийных устройствах, также известных как электромеханические периферийные или киберфизические системы. Это означает, что устройство одновременно производит и обрабатывает данные. Так, например, автомобиль сможет контролировать свое окружение и мгновенно воздействовать на него самостоятельно. Такие устройства часто сочетают искусственный интеллект или машинное обучение (или и то, и другое) с компонентами реального времени для расширения возможностей базовой структуры.

Автономный автомобиль должен иметь возможность контролировать свое окружение и мгновенно действовать самостоятельно.

ОСРВ небольшая, быстрая, отзывчивая и детерминированная. Это означает, что он будет выполнять задачи быстро и эффективно, каждый раз реагируя ожидаемым образом. Благодаря важности хост-устройства инфраструктура RTOS более безопасна и менее подвержена сбоям или сбоям. Наконец, RTOS ориентирована на разработчиков, а это означает, что она продолжает выпускать обновления, которые помогают пользователям более эффективно кодировать.

Некоторые компании пытаются создать собственную ОСРВ самостоятельно, специально для своего проекта, вместо того, чтобы покупать готовую коммерческую операционную систему. Это имеет некоторые преимущества: операционная система разработана специально для конкретного варианта использования, и компания понимает ее механику и внутреннюю работу. Однако этот подход часто обходится дороже и требует больше времени, а разработчики, которые не привыкли работать с операционными системами, тратят много времени на их создание. Использование коммерческой системы быстрее и проще, а опытная техническая команда может ответить на вопросы и оказать поддержку. Операционная система — это инструмент, похожий на молоток или дрель. Хотя вы могли бы создать такой вариант — такой, который вы бы полностью поняли и который мог бы лучше соответствовать вашему проекту, — это заняло бы много времени без гарантий производительности или возможностей.