Sisteme de operare real-time

1. UniversitateaPolitehnicaBucuresti Facultatea de Electronica, TelecomunicatiisiTehnologiaInformatiei Sisteme de operare real-time Masterand: Cergau Alexandru - 2010 -

2. Introducere SORT • folositeîn general pentrucomputere de tip embedded • Real time = abilitateasistemului de operare de a oferinivelulnecesar de service într-un timp de răspunspredefinitscurt (POSIX 1003.1 ) • raspundeunor stimuli externireceptionatiprinintrarilesale • time-triggered - sistemultesteaza periodic intrarile • event triggered - prinîntreruperi • Folositepentrucapacitatealor de răspuns rapid, nu pentruvolumul total de muncă (calcule) pe care îl pot efectua

3. Caracteristici SORT Un SORTtrebuiesaofere: • un model care sapermitaspecificareaconstrângerilortemporarepentrutoatetipurile de procese • un limbaj care sapermitaspecificareaclara a sistemuluisi care sapermitaluareaînconsiderare a comunicatiilorasincrone cu exteriorul • politici de planificaresigestionare a resurselor care saconferesistemuluiproprietatile de garantiesipredictibilitate • protocoale de comunicatiecare saiaînconsiderareaspecteletemporare • protocoalespecialepentrugestiuneamemoriei • mecanisme de sincronizare inter-taskurisi de sincronizare de ceas.

4. Caracteristici SORT (II) • seiaînconsiderarenotiuneatimp la toatenivelele • echilibruintreflexibilitatesipredictibilitate • Planificarea - garanteazarespectareaconstrângerilortemporale. Nerespectareaconstrângerilor conduce la: • conflicteledatoratedisputariiprocesoarelor • conflicteledatoratedisputariiresurselor • Preemptibilitatea= posibilitateataskurilor de a fiîntrerupte, suspendatetemporar • complet preemptive - pot fiîntrerupteînoricepunct • nepreemptive - înnici un punct al executiei • partial preemptive – cu exceptia zonelor critice

5. Caracteristici SORT (III) • Prioritatea • taskuri TR critice - hard real-time tasks • depasirealimitei de timp nu poate fitolerataducand la efectecatastrofale; • au prioritateaceamai mare; • lise rezerva static resursele, aceastafiind o garantienecesara, dar nu suficientapentru a tratatoatesituatiiledinamicecearputeaaparea; • numarredus de taskuricritice • taskuri TR esentiale - soft real-time tasks • importante, dardepasirealimiteipoatefitolerata • taskurineesentiale - non-real-time tasks • nu sunt direct asociateactivitatilor TR ale aplicatiei; • se executa ultimele

6. ArhitecturaQnx • microkernelulNeutrino administreazaun grup de procesecooperante • Ofera: • multitasking • multiuser • retea • transmiterede mesaje, • planificarepreemtiva • schimbarerapida de context • folosestestandardul POSIX

7. ArhitecturaQnx (II) • exista un modulnumitprocnto ,format din microkernelul Neutrino si process manager • Microkernelul Neutrino =implementare a core-ului POSIX impreuna cu serviciilefundamentale de transmitere a mesajelor. • caracteristicilePOSIX care nu suntimplementate in microkernel suntasigurate de proceseleoptionalesilibrariilepartajate. • processmanagerulestecapabilsacreezeprocese POSIX multiple • comunicareinterprocesbazatapemesaj

8. ArhitecturaRTLinux • sistem de operaremicsi rapid, • bazatpestandardulPOSIX 1003.13 • nivel de virtualizare hardware intrekernelul Linux standard siparteahardware • RTLinuxestesistemul de operare “oaspete” al kerneluluiLinuxului (detinecontroluldeplin al memoriei)

9. ArhitecturaRTLinux (II) • Domeniulprioritatilor: 0 – 1000000 • Fara numar limita de threaduri, costulplanificariieste proportional cu numarulacestora • Planificare • SCHED_FIFO - planificarecu prioritatefixa • threadurilecu aceeasiprioritatesuntexecutate in ordineaFIFO • SCHED_SPORADIC -ruleazaactiuniaperiodice • SCHED_EDF implementeaza EDF ( Earliest Deadline First), o politica de planificaredinamica a prioritatilor. • Firelede executiesuntordonate in functie de prioritate, • darfirele cu aceeasiprioritatesuntplanificatetinand cont de politica EDF. • toatefirele de executie ale aplicatiilorsikernelulRTLinuxruleaza in acelasispatiu de adrese

10. ArhitecturaVxWorks • microkernelul wind • trasaturi real-time : • multi-tasking • planificare • comunicaresisincronizareintretaskuri, • administrareamemoriei • celelaltefunctionalitatisuntimplementate sub forma unorprocese.

11. ArhitecturaVxWorks (II) • foartescalabil prinincludereasauexcludereaunormodule • toatesistemelesiaplicatiile au acelasispatiu de adrese • pentru obtinerea unui raspuns rapid intreruperileexterne, rutinele de serviciu ale intreruperilor (ISR – interrupt service routines) din VxWorksruleazaintr-un context special in afaracontextuluithreadurilor • Adresa ISR-uluiestestocataintr-o tabela de intreruperisiesteapelata direct de hardware

12. Exemple de SOTR si folosirea lor

13. Comparatie SOTR

14. MULŢUMESC!