RTOS是指能夠在指定或者確定的時間�(nèi)完成系統(tǒng)功能和對外部或內(nèi)�、同步或異步時間做出咱應(yīng)的系�(tǒng),系�(tǒng)能夠處理和存儲控制系�(tǒng)所需要的大量�(shù)�(jù)。RTOS的正確性不僅依賴于系統(tǒng)計算的邏輯結(jié)果,還依賴于�(chǎn)生這個結(jié)果的時間�
RTOS主要分為強實時(hard real-tlme)系�(tǒng)和弱實時(soft real-time)系�(tǒng)兩類�
強實時系�(tǒng)�(yīng)用在航空航天、軍�、核工業(yè)等領(lǐng)域中;弱實時系統(tǒng)�(yīng)用于如視頻點播系�(tǒng)、信息采集與檢索系統(tǒng)��
�1)約束�
RTOS任務(wù)的約束包括時間約�、資源約�、執(zhí)行順序約束和性能約束�
RTOS的任�(wù)具有時間約束性。時間約束是任何RT0S都固有的約束。時間約束性可分為硬實時和軟實時。硬實時是指在航空航�、軍事、核工業(yè)等一些關(guān)鍵領(lǐng)域中�(yīng)用的系統(tǒng),時間要求必須能夠得到完全滿足,否則將造成不可�(yù)計的�(jié)�。軟實時通常是指在監(jiān)控系�(tǒng)、信息采集系�(tǒng)等某些應(yīng)用中,有時間約束要求,但偶爾違反不會造成嚴重影響�
資源約束是指多個實時任�(wù)共享有限的資源時,必須按照一定的資源訪問控制�(xié)議迸行同步,以避免死鎖和高優(yōu)先級任務(wù)被低�(yōu)先級任務(wù)堵塞的時間(即優(yōu)先級倒置時間)不可預(yù)��
�(zhí)行順序約束是指各任務(wù)的啟動和�(zhí)行必須滿足一定的時間和順序約�。例如,在分布式端到端(end-to-end)實時系�(tǒng)�,同一任務(wù)的各子任�(wù)之間存在前驅(qū)或后繼的約束�(guān)系,需要執(zhí)行同步協(xié)議來管理子任�(wù)的啟動和控制子任�(wù)的執(zhí)�,使它們滿足時間約束和系統(tǒng)可調(diào)度性要��
性能約束是指必須滿足如可靠性、可用�、可�(yù)測性、服�(wù)�(zhì)量(Quality of Service,QoS)等性能指標�
?�?)可�(yù)測�
可預(yù)測性是指RTOS完成實時任務(wù)所需要的�(zhí)行時間應(yīng)是可知的??深A(yù)測性是RTOS的一項重要性能要求??深A(yù)測性包括硬件時延的可預(yù)測性和軟件系統(tǒng)的可�(yù)測性(包括�(yīng)用程序的響應(yīng)時間是可�(yù)測的,以及操作系�(tǒng)的可�(yù)測性)�
在多種任�(wù)型RTOS�,不但包括周期任�(wù)、偶�(fā)任務(wù)、非周期任務(wù),還包括非實時任�(wù)。多種類型任�(wù)的混合,使系�(tǒng)的可�(diào)度�、可�(yù)測性分析更加困��
?�?)可靠�
大多�(shù)RTOS要求有較高的可靠性,要求系統(tǒng)在最壞情況下都能正常工作或避免損�??煽啃允荝TOS的重要性能指標�
?�?)交互�
外部�(huán)境是RTOS不可缺少的一個組成部分,它往往是被控子系統(tǒng)。嵌人式計算機系�(tǒng)一般作為控制系�(tǒng),必須在�(guī)定的時間�(nèi)對被控子系統(tǒng)請求做出反應(yīng)。被控子系統(tǒng)也必須能夠正常工作或準各對任何異常行為采取動作。兩者相互作用構(gòu)成完整的實時系統(tǒng)�
給定一組實時任�(wù)和系�(tǒng)資源,確定每個任�(wù)何時何地�(zhí)行的整個過程就是調(diào)�。而RTOS中調(diào)度的目的則是要盡可能地保證每個任�(wù)滿足它們的時間約束,及時對外部請求做出響應(yīng)。RTOS的調(diào)度技�(shù)常用的有以下兩種�
?�?)搶占式�(diào)度和非搶占式�(diào)�
搶占式調(diào)度通常是優(yōu)先級�(qū)動的�(diào)�。每個任�(wù)都有�(yōu)先級,任何時候具有優(yōu)先級且已啟動的任�(wù)先執(zhí)�。搶占式�(diào)度實時性好、反�(yīng)�,調(diào)度算法相對簡�,可�(yōu)先保證高�(yōu)先級任務(wù)的時間約�,其缺點是上下文切換�。而非搶占式調(diào)度是指不允許任務(wù)在執(zhí)行期間被中斷,任�(wù)一里占用微處理器就必須�(zhí)行到完畢或自愿放棄。其�(yōu)點是上下文切換少,缺點是微處理器有效資源利用率低,可�(diào)度性不��
?�?)靜�(tài)表驅(qū)動策略利�(yōu)先級�(qū)動策�
靜態(tài)表驅(qū)動策略是一種離線調(diào)度策�,指在系�(tǒng)運行前根�(jù)各任�(wù)的時間約束及�(guān)�(lián)�(guān)�,采用某種搜索策略生成一張運行時刻表。在系統(tǒng)運行�,調(diào)度器只需根據(jù)這張時刻表啟動相�(yīng)的任�(wù)即可�
�(yōu)先級�(qū)動策略指按照任務(wù)�(yōu)先級的高低確定任�(wù)的執(zhí)行順序。優(yōu)先級�(qū)動策咯又分為靜態(tài)�(yōu)先級�(diào)度策略和動態(tài)�(yōu)先級�(diào)度策�。靜�(tài)�(yōu)先級�(diào)度是指任�(wù)的優(yōu)先級分配好之后,在任�(wù)的運行過程中,優(yōu)先級不會�(fā)生改�。靜�(tài)�(yōu)先級�(diào)度又稱為固定�(yōu)先級�(diào)�。動�(tài)�(yōu)先級�(diào)度是指任�(wù)的優(yōu)先級可以隨著時間或系�(tǒng)狀�(tài)的變化而發(fā)生變��
RTOS從單用途專用系�(tǒng)向多用途通用操作系統(tǒng)(如實時Linux等)�(fā)�。RTOS從支持強實時及其�(yīng)用發(fā)展到既支持強實時也支持弱實時及其�(yīng)用方�,如開放實時系統(tǒng)的服�(wù)�(zhì)量(QoS)多媒體�(yīng)�、復(fù)雜分布式實時系統(tǒng)等�
�(xiàn)在使用的RTOS包括實時�(nèi)核(μC/OS等)、基于組件的�(nèi)核(如OS-Kit、Coyote�2K、MMLite等)、基于QoS的內(nèi)�、通用操作系統(tǒng)的實時變種(如RT-Linux、RTAI-Linux、實時Windows NT/XP)等。目前很多RTOS遵循Posix實時擴展的工�(yè)標準,如RT-Linux等�
維庫電子�,電子知識,一查百��
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