Mikä on RTOS?

Suuntautuneet FreeRTOS-kehittäjät ovat työskennelleet läheisessä yhteistyössä maailman johtavien siruyhtiöiden kanssa yli 15 vuoden ajan tarjotakseen sinulle markkinajohtavan, kaupallisen luokan ja täysin ilmaisen korkealaatuisen RTOS:n ja työkalut…mutta mikä on RTOS?

Tällä sivulla aloitetaan määrittelemällä käyttöjärjestelmä, sitten tarkennetaan tätä määrittelemällä reaaliaikainen käyttöjärjestelmä (RTOS), sitten tarkennetaan tätä vielä kerran määrittelemällä reaaliaikainen ydin (tai reaaliaikainen toimeenpanija).

Katso myös UKK-kohdasta ”miksi RTOS” tietoa siitä, milloin ja miksi RTOS:n käyttäminen sulautettujen järjestelmien ohjelmistosuunnittelussa voi olla hyödyllistä.

Mikä on yleiskäyttöinen käyttöjärjestelmä?

Ohjausjärjestelmä on tietokoneohjelma, joka tukee tietokoneen perustoiminnot ja tarjoaa palveluja muille ohjelmille (tai sovelluksille), jotka ajetaan tietokoneella.Sovellukset tarjoavat toiminnallisuuden, jota tietokoneen käyttäjähaluaa tai tarvitsee. Käyttöjärjestelmän tarjoamien palvelujen ansiosta sovellusten kirjoittaminen on nopeampaa, yksinkertaisempaa ja helpommin ylläpidettävissä.Jos luet tätä verkkosivua, käytät verkkoselainta (sovellusohjelma, joka tarjoaa sinua kiinnostavan toiminnallisuuden), joka itse toimii käyttöjärjestelmän tarjoamassa ympäristössä.

Mikä on RTOS?

Useimmat käyttöjärjestelmät näyttävät sallivan useiden ohjelmien suorittamisen samaan aikaan. Tätä kutsutaan monitehtäväohjelmaksi. Todellisuudessa kullakin prosessoriytimellä voi olla vain yksi suoritussäie tiettynä ajankohtana.Käyttöjärjestelmän osa, jota kutsutaan aikatauluttajaksi, on vastuussa päätöksen tekemisestä siitä, mikä ohjelma ajetaan milloinkin, ja se luo illuusion samanaikaisesta suorituksesta siirtymällä nopeasti kunkin ohjelman välillä.

Käyttöjärjestelmän tyyppi määritellään sen mukaan, miten aikatauluttaja päättää, mikä ohjelma ajetaan milloin. Esimerkiksi usean käyttäjän käyttöjärjestelmässä (kuten Unixissa) käytetty ajastin varmistaa, että jokainen käyttäjä saa kohtuullisen osuuden prosessointiajasta. Toisena esimerkkinä voidaan mainita, että pöytätietokoneen käyttöjärjestelmän (kuten Windowsin) aikatauluttaja pyrkii varmistamaan, että tietokone reagoi käyttäjäänsä.

Tosiaikakäyttöjärjestelmän (RTOS) aikatauluttaja on suunniteltu tarjoamaan ennustettava (yleensä deterministinen) suoritusmalli.Tämä on erityisen kiinnostavaa sulautetuissa järjestelmissä, koska sulautetuilla järjestelmillä on usein reaaliaikavaatimuksia. Reaaliaikavaatimus on vaatimus, jossa määritellään, että sulautetun järjestelmän on reagoitava tiettyyn tapahtumaan tarkasti määritellyssä ajassa (deadline).Reaaliaikavaatimusten täyttäminen voidaan taata vain, jos käyttöjärjestelmän ajastimen käyttäytyminen voidaan ennustaa (ja se on siten deterministinen).

Traditionaaliset reaaliaikaiset ajastimet, kuten FreeRTOS:ssä käytetty ajastin, saavuttavat determinismin sallimalla käyttäjän määrätä kullekin säikeelle suorituksen prioriteetti. Aikatauluttaja käyttää sitten prioriteettia tietääkseen, mikä suoritussäie ajetaan seuraavaksi. FreeRTOS:ssa suoritussäiettä kutsutaan tehtäväksi.

Mikä on FreeRTOS?

FreeRTOS on RTOS-luokka, joka on suunniteltu niin pieneksi, että sitä voidaan käyttää mikrokontrollerissa, vaikka sen käyttö ei rajoitukaan mikrokontrollerisovelluksiin.

Mikrokontrolleri on pieni ja resurssirajoitteinenprosessori, joka sisältää yhdellä sirulla itse prosessorin, lukumuistin (ROM tai Flash), johon tallennetaan suoritettava ohjelma, ja satunnaiskäyttömuistin (RAM), jota sen suorittamat ohjelmat tarvitsevat. Tyypillisesti ohjelma suoritetaan suoraan lukumuistista.

Mikrokontrollereita käytetään syvälle sulautetuissa sovelluksissa (sovelluksissa, joissa itse prosessoria tai sen suorittamaa ohjelmistoa ei koskaan nähdä), joilla on yleensä hyvin erityinen ja erityinen tehtävä. Kokorajoitukset ja erikoistuneen loppusovelluksen luonne harvoin oikeuttavat täydellisen RTOS-toteutuksen käyttöön – tai tekevät täydellisen RTOS-toteutuksen käytön mahdolliseksi.FreeRTOS tarjoaa sen vuoksi vain keskeiset reaaliaikaiset aikataulutustoiminnot, tehtävien välisen kommunikaation, ajoituksen ja synkronoinnin alkeisominaisuudet. Tämä tarkoittaa, että sitä voidaan kuvailla tarkemmin reaaliaikaiseksi ytimeksi tai reaaliaikaiseksi toimeenpanijaksi. Lisätoiminnot, kuten komentokonsolikäyttöliittymä tai verkkopinot, voidaan sitten sisällyttää lisäkomponentteihin.

Seuraava: RTOS:in perusteet