Qué RTOS son gratuitos y los parámetros y características de estos RTOS
Características básicas de RTOS
Sistemas operativos para entornos integrados RTOS es fundamentalmente diferente de los sistemas operativos de escritorio en muchos aspectos. Estas diferentes características conducen a diferentes resultados en el desarrollo de productos.
La primera impresión que da el entorno empotrado es que ocupa poco espacio. Por tanto, para que un sistema operativo Linux o Windows normal se convierta en un sistema operativo integrado, lo primero que hay que hacer es adaptarlo. Sin embargo, en comparación con el entorno de escritorio, el entorno integrado requiere más que un sistema operativo "pequeño", y los requisitos de diseño de los dos son esencialmente diferentes. Estas diferencias se reflejan principalmente en tres aspectos: personalización, tiempo real y confiabilidad.
¿Adaptabilidad? Personalización
Desde la perspectiva del entorno de hardware, los sistemas operativos de escritorio tienen CPU, almacenamiento y arquitectura de E/S estandarizados, mientras que los RTOS en entornos integrados solo tienen CPU estandarizadas y no tienen almacenamiento, E/S y pantalla estandarizados. arquitectura.
En términos de entorno de aplicaciones, los sistemas operativos de escritorio están orientados a aplicaciones complejas y diversas, mientras que los RTOS están orientados a una única aplicación en un único dispositivo.
En términos de interfaces de desarrollo, los sistemas operativos de escritorio intentan proporcionar una "caja negra" que permite a los desarrolladores utilizar las funciones del sistema operativo a través de una serie de llamadas estándar al sistema, mientras que los sistemas integrados intentan proporcionar una "caja blanca" ", que permite a los desarrolladores utilizar las capacidades del sistema operativo.
En definitiva, los sistemas integrados proporcionan a los desarrolladores una "caja blanca" que les permite controlar por sí mismos todos los recursos del sistema.
En resumen, el principio rector para el desarrollo de sistemas operativos de escritorio es ser ampliamente adaptable sin cambiarse a sí mismo. En otras palabras: no importa cómo cambie el entorno de la aplicación, es mejor no tener ningún impacto en sus propios aspectos internos ni pedirse hacer demasiados cambios. A su vez, RTOS utilizado en entornos integrados debe basarse en cambios y aperturas durante la investigación y el desarrollo, de modo que los desarrolladores puedan adaptar y configurar de manera flexible el sistema operativo de acuerdo con diferentes entornos de hardware y entornos de aplicaciones, porque para cualquier Para un dispositivo integrado específico, sus funciones están determinadas, por lo que siempre que las funciones requeridas por esta aplicación específica se extraigan del sistema operativo original, solo las funciones requeridas por esa aplicación específica se extraen del sistema operativo original.
Cabe señalar que las plataformas de sistemas operativos que solo se pueden utilizar para eliminar código manualmente no son personalizables en absoluto. La personalización se refiere al "plug and play" de artefactos de software utilizando métodos de configuración de software durante la fase de ingeniería de software.
Uno de los beneficios más directos que la personalización aporta a los usuarios es la reducción de los costes de hardware, lo cual es muy importante para aplicaciones sensibles a los costes, como los dispositivos electrónicos de consumo. Debido a que el dispositivo solo contiene las partes funcionales del sistema operativo utilizado por la aplicación, esto hace que el sistema sea simple y fácil de dominar, mejorando así la confiabilidad del sistema.
¿Exacto? Tiempo real
Muchas personas entienden que el tiempo real es rápido. Entonces, ¿qué tan rápido es el tiempo real? De hecho, el significado central de tiempo real es certeza, no sólo velocidad. En otras palabras, el sistema operativo en tiempo real requiere qué se debe hacer dentro del tiempo especificado y se determina el comportamiento del sistema operativo (pistas de ejecución), que es la base para escribir programas de alta confiabilidad. Si se completa la misma acción, a veces es rápida, a veces lenta y las pistas de ejecución son tan diferentes que los programadores no pueden captarlas y no se puede garantizar la confiabilidad.
¿Por qué los sistemas integrados tienen requisitos tan altos de rendimiento en tiempo real? Porque los sistemas integrados monitorean y controlan principalmente los movimientos de los instrumentos, mientras que los sistemas operativos de escritorio generales funcionan básicamente según instrucciones emitidas por humanos en el teclado y el mouse. En términos relativos, las acciones de los instrumentos tienen requisitos de sincronización estrictos y mecánicos, mientras que la sincronización de las acciones y reacciones humanas no es tan estricta. Por ejemplo, el sistema integrado utilizado para controlar los motores de cohetes no solo necesita acelerar las instrucciones que emite, sino que también tiene requisitos de sincronización muy estrictos entre múltiples motores; de lo contrario, la diferencia será de miles de millas de distancia. En un entorno de aplicaciones de este tipo, los sistemas operativos de propósito general que no funcionan en tiempo real no pueden adaptarse de todos modos.
Si el equipo que queremos desarrollar no es un sistema de misión crítica relacionado con la seguridad humana como los vehículos aeroespaciales, ni un sistema de control de producción, sino como la electrónica de consumo, incluso si se produce un error, no será dispositivos de consecuencias catastróficas, entonces, ¿todavía se aplica el tiempo real (estrictamente determinista)? ¡La respuesta es sí! La alta confiabilidad del equipo puede reducir efectivamente los costos de mantenimiento; el funcionamiento eficiente del software también reducirá los requisitos de la CPU, reduciendo así los costos de hardware. Para estos productos electrónicos de consumo sensibles al precio, el rendimiento y la confiabilidad en tiempo real siguen siendo cuestiones muy importantes.
Sólido como una roca: confiabilidad
En comparación con RTOS, otra diferencia entre los sistemas operativos de escritorio y RTOS son las ideas de diseño para la estabilidad y confiabilidad. Por un lado, los sistemas operativos de escritorio son relativamente grandes y complejos, mientras que los RTOS son relativamente pequeños y simples. "Cuanto más simples, más confiables y más complejos, mayor es la probabilidad de fallar". Por otro lado, lo que es más importante es: ¿Son muy diferentes las ideas de diseño de un entorno operativo de escritorio y un entorno integrado? Los entornos de escritorio suponen que el software de aplicación puede no ser confiable en comparación con el sistema operativo, mientras que los entornos integrados asumen que el software de aplicación es tan confiable como el sistema operativo.
RTOS que se ejecuta en un entorno integrado requiere que el software de la aplicación sea tan confiable como el sistema operativo. Este concepto de diseño impone mayores exigencias a los desarrolladores de aplicaciones y requiere que el sistema operativo en sí sea lo suficientemente abierto.
El famoso "principio del barril" nos dice que los defectos locales pueden provocar defectos globales. Para garantizar la confiabilidad del sistema, es necesario garantizar que cada parte del sistema sea confiable, y la falta de confiabilidad de cualquier parte conducirá a la falta de confiabilidad de todo el sistema. La mayoría de los sistemas de escritorio son sistemas grandes y complejos con decenas de millones de líneas de código. Incluso si el código fuente está disponible, es difícil para los programadores dominarlo. Además, para los desarrolladores, los detalles del sistema de escritorio están ocultos bajo una interfaz fija, como una caja negra, y es difícil captar pistas sobre la implementación específica. Incluso si el kernel es lo suficientemente confiable, su entorno de aplicaciones es complejo y cambiante, y algunas de las aplicaciones a menudo no son estables ni confiables, lo que afecta la confiabilidad de todo el sistema. Por el contrario, RTOS está completamente abierto a los desarrolladores de software y es una caja blanca. Los desarrolladores pueden comprender y controlar claramente la estructura interna del sistema operativo y operar y controlar cada bit de memoria y cada interfaz de E/S, diseñando así aplicaciones eficientes y estables. software.