Apabila kita mendengar perkataan sistem operasi, pertama kali dalam fikiran kita muncul bahawa sistem operasi yang digunakan di komputer riba & komputer. Secara amnya, kami menggunakan pelbagai jenis sistem operasi seperti windows XP, Linux, Ubuntu, Windows 7,8.8.1, dan 10. Di telefon pintar, sistem operasi seperti KitKat, Jellybean, marshmallow, dan Nougat. Dalam peranti elektronik digital, terdapat semacam sistem operasi yang dikembangkan oleh program mikrokontroler . Disana ada pelbagai jenis sistem operasi untuk dikembangkan untuk pengawal mikro, tetapi di sini kita telah membincangkan sistem operasi masa nyata.
Apakah Sistem Operasi Masa Sebenar?
RTOS adalah sistem operasi, ini adalah otak sistem masa nyata dan tindak balasnya terhadap input dengan segera. Dalam RTOS, tugas akan diselesaikan mengikut waktu yang ditentukan dan tindak balasnya dengan cara yang dapat diramalkan terhadap kejadian yang tidak dapat diramalkan. Struktur RTOS ditunjukkan di bawah.
Struktur RTOS
Jenis RTOS
Terdapat tiga jenis RTOS yang berikut
- Sistem operasi masa nyata yang lembut
- Sistem operasi masa nyata yang sukar
- Sistem operasi masa nyata yang kukuh
Jenis RTOS
Sistem Operasi Masa Nyata yang Lembut
Sistem operasi masa nyata yang lembut mempunyai tarikh akhir tertentu, mungkin terlewat dan mereka akan mengambil tindakan pada masa t = 0 +. Sistem operasi real-time yang lembut adalah sejenis OS dan tidak mengandungi peraturan yang terhad. Masa kritikal sistem operasi ini ditangguhkan hingga tahap tertentu. Contoh sistem operasi ini ialah kamera digital, telefon bimbit dan data dalam talian dll.
Sistem Operasi Masa Nyata yang Lembut
Sistem Operasi Masa Nyata yang Keras
Ini juga merupakan jenis OS dan diramalkan oleh tarikh akhir. Tarikh akhir yang diramalkan akan bertindak balas pada masa t = 0. Beberapa contoh sistem operasi ini adalah kawalan beg udara di dalam kereta, brek anti-kunci, dan sistem kawalan mesin dll.
Sistem Operasi Masa Nyata yang tegas
Dalam masa nyata firma, sistem operasi mempunyai kekangan masa tertentu, tidak ketat dan boleh menyebabkan kesan yang tidak diingini. Contoh sistem operasi ini adalah pemeriksaan visual dalam automasi industri.
Bekerja dengan Sistem Operasi Masa Nyata
Terdapat pelbagai jenis fungsi asas RTOS yang diikuti
- Penjadual berdasarkan keutamaan
- Jam sistem mengganggu rutin
- Tingkah laku deterministik
- Penyegerakan dan Pemesejan
- Perkhidmatan RTOS
Penjadual Berdasarkan Keutamaan
Dalam penjadual berdasarkan keutamaan, sebahagian besar RTOS adalah antara 32 dan 256 kemungkinan keutamaan untuk tugas atau proses individu. Penjadual ini akan menjalankan proses dengan keutamaan tertinggi. Sekiranya tugas itu dijalankan pada CPU, maka tugas keutamaan tertinggi berikutnya akan berjalan dan meneruskan prosesnya.
Dalam sistem, proses keutamaan tertinggi akan mempunyai CPU
- Ia berjalan untuk menutup
- Sekiranya tugas asal disiapkan oleh yang baru maka proses keutamaan tinggi akan siap.
Terdapat tiga keadaan tugas atau proses seperti siap dijalankan dan yang lain disekat dan penerangan setiap keadaan diberikan di bawah.
Sedia Berlari
Siap untuk dijalankan dikatakan ketika proses mempunyai semua sumber daya untuk dijalankan, tetapi seharusnya tidak dalam keadaan berjalan. Kemudian ia dipanggil sebagai siap untuk dijalankan.
Berlari
Sekiranya tugas itu dijalankan maka dikatakan mempunyai keadaan berjalan.
Dihalang
Dalam keadaan ini, jika tidak mempunyai sumber daya yang mencukupi untuk dijalankan, maka ia dihantar ke keadaan yang disekat.
Tiga teknik diubah untuk menjadualkan tugas, ada berikut dengan keterangannya.
Penjadualan Bekerjasama
Dalam penjadualan jenis ini, tugas akan dijalankan sehingga pelaksanaannya selesai
Penjadualan Round Robin
Dalam penjadualan ini, setiap proses diberikan slot waktu tetap dan proses tersebut perlu menyelesaikan pelaksanaannya atau jika tidak, tugas itu akan kehilangan aliran dan penjanaan datanya.
Penjadualan Awal
Penjadualan preemptive melibatkan peruntukan masa yang bergantung pada masa keutamaan. Pada umumnya 256 tahap keutamaan digunakan dan setiap tugas mempunyai tahap keutamaan yang unik. Terdapat beberapa sistem yang menyokong tahap keutamaan dan beberapa tugas mempunyai beberapa keutamaan.
Rutin Selang Jam Sistem
Untuk menjalankan operasi yang sensitif pada masa, RTOS akan menyediakan sejenis jam sistem. Sekiranya terdapat jam sistem 1ms, anda mesti menyelesaikan tugas dalam 50ms. Biasanya, ada API yang mengikuti anda untuk mengatakan 'Dalam 50ms bangunkan saya'. Oleh itu tugas akan berada dalam keadaan tidur sehingga RTOS akan bangun. Kami mempunyai dua pemberitahuan bahawa bangun tidak akan memastikan untuk berjalan tepat pada waktu itu, itu bergantung pada keutamaan dan jika keutamaan yang lebih tinggi sedang berjalan, ia akan ditunda.
Tingkah laku Deterministik
RTOS bergerak dengan panjang lebar untuk melindungi bahawa sama ada anda telah melakukan 100 tugas atau 10 tugas, tidak ada perbezaan jarak untuk menukar konteks dan ini menentukan tugas keutamaan tertinggi berikutnya. Di kawasan utama deterministik, RTOS adalah pengendalian gangguan, ketika garis gangguan diberi isyarat, RTOS segera mengambil tindakan rutin perkhidmatan gangguan yang betul dan gangguan ditangani tanpa penangguhan.
Kita harus bimbang bahawa pemaju projek akan menulis ISR perkakasan khusus. Sebelum ini RTOS memberikan ISR untuk port bersiri, jam sistem dan mungkin perkakasan rangkaian, tetapi jika ada sesuatu yang khusus seperti isyarat alat pacu jantung, penggerak, dan lain-lain, bukan merupakan bahagian dari RTOS.
Ini semua mengenai generalisasi kasar dan terdapat banyak pelaksanaan dalam RTOS. Sebilangan RTOS dikendalikan secara berbeza dan penerangan di atas mampu untuk sebahagian besar RTOS yang ada.
Penyegerakan dan Pemesejan
Penyegerakan dan pemesejan memberikan komunikasi antara tugas satu sistem ke sistem lain dan perkhidmatan pesanan berikut. Untuk menyegerakkan aktiviti dalaman bendera acara digunakan dan untuk mengirim pesan teks yang dapat kita gunakan di kotak surat, pipa dan antrian pesan. Di kawasan data biasa, semaphores digunakan.
- Semaphores
- Bendera acara
- Peti Mel
- Paip
- Beratur mesej
Perkhidmatan RTOS
Bahagian terpenting dalam sistem operasi adalah Kernel. Untuk memantau perkakasan tugas harus dilepaskan dan tanggungjawab kernel menguruskan & memperuntukkan sumber. Sekiranya tugas tersebut tidak dapat mendapat perhatian CPU setiap saat, maka ada beberapa layanan lain yang disediakan oleh kernel. Berikut adalah
- Perkhidmatan masa
- Ganggu perkhidmatan pengendalian
- Perkhidmatan pengurusan peranti
- Perkhidmatan pengurusan memori
- Perkhidmatan input-output
Kelebihan RTOS
- Apabila semua sumber dan peranti tidak aktif, maka RTOS memberikan penggunaan maksimum sistem dan lebih banyak output.
- Semasa tugas dijalankan tidak ada kemungkinan untuk mendapatkan kesalahan kerana RTOS bebas dari kesalahan.
- Peruntukan memori adalah jenis terbaik untuk dikendalikan dalam sistem jenis ini.
- Dalam sistem jenis ini, masa peralihan sangat kurang.
- Kerana ukuran program yang kecil, RTOS digunakan di sistem tertanam seperti pengangkutan dan lain-lain.
Dalam artikel ini, kami telah membincangkan bagaimana sistem operasi masa nyata akan berfungsi. Saya harap dengan membaca ini anda telah memperoleh beberapa maklumat asas. Sekiranya anda mempunyai pertanyaan mengenai artikel ini atau untuk melaksanakan projek elektrik , sila komen di bahagian bawah. Inilah soalan untuk anda, apa fungsi RTOS?
