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RTOS
閱讀�13422�(shí)間:2011-03-21 23:03:12

  RTOS是指能夠在指定或者確定的�(shí)間內(nèi)完成系統(tǒng)功能和對外部或內(nèi)�、同步或異步�(shí)間做出咱�(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)�(jì)算的邏輯�(jié)果,還依賴于�(chǎn)生這�(gè)�(jié)果的�(shí)��

分類及應(yīng)�

  RTOS主要分為�(qiáng)�(shí)�(shí)(hard real-tlme)系�(tǒng)和弱�(shí)�(shí)(soft real-time)系�(tǒng)兩類�

      �(qiáng)�(shí)�(shí)系統(tǒng)�(yīng)用在航空航天、軍�、核工業(yè)等領(lǐng)域中;弱�(shí)�(shí)系統(tǒng)�(yīng)用于如視頻點(diǎn)播系�(tǒng)、信息采集與檢索系統(tǒng)��

特點(diǎn)

 ?�?)約束�

  RTOS任務(wù)的約束包括時(shí)間約束、資源約�、執(zhí)行順序約束和性能約束�

  RTOS的任�(wù)具有�(shí)間約束�。時(shí)間約束是任何RT0S都固有的約束。時(shí)間約束性可分為硬實(shí)�(shí)和軟�(shí)�(shí)。硬�(shí)�(shí)是指在航空航�、軍�、核工業(yè)等一些關(guān)鍵領(lǐng)域中�(yīng)用的系統(tǒng),時(shí)間要求必須能夠得到完全滿�,否則將造成不可�(yù)�(jì)的結(jié)果。軟�(shí)�(shí)通常是指在監(jiān)控系�(tǒng)、信息采集系�(tǒng)等某些應(yīng)用中,有�(shí)間約束要�,但偶爾違反不會造成�(yán)重影響�

  資源約束是指多�(gè)�(shí)�(shí)任務(wù)共享有限的資源時(shí),必須按照一定的資源訪問控制�(xié)議迸行同�,以避免死鎖和高�(yōu)先級任務(wù)被低�(yōu)先級任務(wù)堵塞的時(shí)間(即優(yōu)先級倒置�(shí)間)不可�(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�(shí)間和順序約束。例�,在分布式端到端(end-to-end)實(shí)�(shí)系統(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)�,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(shí)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�、可用性、可�(yù)測�、服�(wù)�(zhì)量(Quality of Service,QoS)等性能指標(biāo)�

 ?�?)可�(yù)測�

  可預(yù)測性是指RTOS完成�(shí)�(shí)任務(wù)所需要的�(zhí)行時(shí)間應(yīng)是可知的??深A(yù)測性是RTOS的一�(xiàng)重要性能要求??深A(yù)測性包括硬件時(shí)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)�(shí)間是可預(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(shí)�(shí)任務(wù)。多種類型任�(wù)的混�,使系統(tǒng)的可�(diào)度�、可�(yù)測性分析更加困��

  �3)可靠�

  大多�(shù)RTOS要求有較高的可靠�,要求系�(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(biāo)�

 ?�?)交互�

  外部�(huán)境是RTOS不可缺少的一�(gè)組成部分,它往往是被控子系統(tǒng)。嵌人式�(jì)算機(jī)系統(tǒng)一般作為控制系�(tǒng),必須在�(guī)定的�(shí)間內(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�(zhǔn)各對任何異常行為采取動作。兩者相互作用構(gòu)成完整的�(shí)�(shí)系統(tǒng)�

�(diào)度技�(shù)

  給定一組實(shí)�(shí)任務(wù)和系�(tǒng)資源,確定每�(gè)任務(wù)何時(shí)何地�(zhí)行的整�(gè)過程就是�(diào)�。而RTOS中調(diào)度的目的則是要盡可能地保證每�(gè)任務(wù)滿足它們的�(shí)間約束,及時(shí)對外部請求做出響�(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�(gè)任務(wù)都有�(yōu)先級,任何時(shí)候具有優(yōu)先級且已啟動的任�(wù)先執(zhí)行。搶占式�(diào)度實(shí)�(shí)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(shí)間約束,其缺�(diǎn)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�。其�(yōu)�(diǎn)是上下文切換�,缺�(diǎn)是微處理器有效資源利用率�,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)度策略,指在系統(tǒng)�(yùn)行前根據(jù)各任�(wù)的時(shí)間約束及�(guān)�(lián)�(guān)�,采用某種搜索策略生成一張運(yùn)行時(shí)刻表。在系統(tǒng)�(yùn)行時(shí),調(diào)度器只需根據(jù)這張�(shí)刻表啟動相應(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(yùn)行過程中,優(yōu)先級不會�(fā)生改變。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�(shí)間或系統(tǒng)狀�(tài)的變化而發(fā)生變化�

操作系統(tǒng)和內(nèi)�

  RTOS從單用途專用系�(tǒng)向多用途通用操作系統(tǒng)(如�(shí)�(shí)Linux等)�(fā)�。RTOS從支持強(qiáng)�(shí)�(shí)及其�(yīng)用發(fā)展到既支持強(qiáng)�(shí)�(shí)也支持弱�(shí)�(shí)及其�(yīng)用方�,如開放�(shí)�(shí)系統(tǒng)的服�(wù)�(zhì)量(QoS)多媒體�(yīng)用、復(fù)雜分布式�(shí)�(shí)系統(tǒng)��

  �(xiàn)在使用的RTOS包括�(shí)�(shí)�(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(shí)�(shí)變種(如RT-Linux、RTAI-Linux、實(shí)�(shí)Windows NT/XP)等。目前很多RTOS遵循Posix�(shí)�(shí)�(kuò)展的工業(yè)�(biāo)�(zhǔn),如RT-Linux��

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