ngày nay, chúng ta đã thấy rất nhiều giải pháp phần mềm và phần cứng yêu cầu hệ điều hành. hệ điều hành giúp các thiết bị này hoạt động trơn tru và quản lý rất nhiều công việc khác nhau. Tuy nhiên, là người nghiệp điện tử, bạn có thể cần tìm hiểu sâu hơn về loại hệ điều hành nào mà dự án của bạn cần. tạ ơn chúa, chúng tôi có thứ anh cần. Trong bài viết này, bạn sẽ tìm thấy tất cả mọi thứ về RTOS và GPOS, so sánh chúng, và các loại ứng dụng khác nhau. Hơn nữa, nếu bạn chỉ muốn tìm hiểu thêm về các hệ điều hành này, thì bạn đã đến đúng chỗ.
Sẵn sàng chưa? Bắt đầu nào.
hệ điều hành chung (gpos)
GPOS là một hệ điều hành có thể quản lý một số lượng lớn các tiến trình và thực hiện một lần trong một đơn vị thời gian, chúng tôi gọi nó là thông lượng. Đôi khi, các hệ điều hành chung sẽ trì hoãn việc thực hiện các mạch ưu tiên cao để thực hiện năm hay sáu quy trình ưu tiên thấp.
trạm làm việc máy tính
nguồn:
Pissabelle
Vì vậy, để đạt được tốc độ cao cần thiết, nó sẽ phục vụ năm nhiệm vụ ưu tiên thấp, thay vì thực hiện một tiến trình ưu tiên cao. Nói cách khác, nếu một số công việc ưu tiên thấp đang chờ đợi để thực hiện, GPOS sẽ cho phép các công việc này được chạy trước, giữ cho thông lượng cao.
hiện nay, hầu hệ điều hành chung sử dụng chính sách công bằng để chuyển tiến trình và các mạch tới cpu.
Hơn nữa, chính sách này cho phép GPOS cung cấp tổng độ đầu ra cao cần thiết cho các ứng dụng máy tính để bàn và máy chủ hoạt động hiệu quả.
Tuy nhiên, nó không thể đảm bảo rằng các công việc ưu tiên cao hoặc các mạch thời gian quan trọng sẽ được thực hiện trước các mạch ưu tiên thấp. Do vậy, các hệ điều hành chung phù hợp hơn với các thiết bị mà thực hiện nhiều thao tác cùng một lúc.
máy tính cá nhân
nguồn:
Pixabay
hệ điều hành thời gian thực (rtos)
Mặt khác, RTOS được thiết kế để xử lý các ứng dụng thời gian quan trọng với độ chính xác cao. Đối với các hệ điều hành thuộc vào thể loại này, nó phải đặt thời gian tối đa cho mỗi thao tác quan trọng mà nó thực hiện. nói cách khác, đây là một hệ thống có giới hạn thời gian.
hệ điều hành thời gian thực rất phức tạp. nhưng đừng lo, chúng tôi sẽ phân tích nó. RTOS có ba chức năng cơ bản: bộ lập lịch, dịch vụ RTOS, đồng bộ và thông tin.
lịch trình
bộ sắp xếp có ba trạng thái: thứ nhất là sẵn sàng chạy và được áp dụng cho các tác vụ sẵn sàng mà có thể chuyển sang trạng thái chạy khi cần thiết. thứ hai là trạng thái chạy, áp dụng cho thời gian thực hiện nhiệm vụ. Cuối cùng, một trạng thái chặn nghĩa là một tác vụ không thể chạy được và được gửi tới một trạng thái chặn.
ngoài ra, có ba công nghệ lập lịch:
phương pháp lên lịch công việc/ lên lịch dựa trên ưu tiên
công nghệ lập lịch trình có liên quan đến việc phân bổ thời gian dựa trên ưu tiên. ở đây bạn có thể gán một ưu tiên riêng cho mỗi công việc.
lập lịch trình hợp tác
ở đây bạn có thể chỉ định một khoảng thời gian cố định cho mỗi nhiệm vụ. Tuy nhiên, nếu tác vụ không hoàn thành, nó sẽ mất dữ liệu được tạo ra và chờ lần tiếp theo.
cuối cùng, hạt nhân chịu trách nhiệm tạo các tác vụ, thay đổi ưu tiên của các tác vụ, thay đổi trạng thái của các tác vụ và xóa các tác vụ.
công ty dịch vụ rtos
lõi của mỗi hệ điều hành là hạt nhân. hạt nhân chịu trách nhiệm quản lý và phân bổ tài nguyên cho hệ điều hành. Tuy nhiên, công việc không phải lúc nào cũng thu hút sự chú ý của CPU, vì vậy hạt nhân phải cung cấp các dịch vụ khác, như dịch vụ thời gian, dịch vụ nhập/ xuất, dịch vụ xử lý gián đoạn, dịch vụ quản lý bộ nhớ và dịch vụ quản lý thiết bị.
sơ đồ hạt nhân
nguồn:
Wikimedia Commons
truyền thông tin và đồng bộ hóa
tính năng truyền thông tin cung cấp một cách để RTOS giao tiếp với các hệ thống khác giữa các nhiệm vụ. dịch vụ tin nhắn bao gồm hộp thư, đường ống, hàng đợi tin nhắn, dấu hiệu sự kiện và số lượng tín hiệu.
Hộp thư, hàng đợi tin nhắn và các đường ống có thể gửi các tin nhắn giữa các tác vụ, trong khi các biểu tượng sự kiện đồng bộ hóa tất cả các hoạt động giữa các tác vụ. ngoài ra, số lượng tín hiệu có thể đồng bộ hóa truy nhập tới các tài nguyên chia sẻ.
RTOS (Hệ điều hành thời gian thực) sang GPOS (Hệ điều hành toàn cầu)
Sự khác biệt cơ bản giữa RTOS và GPOS là bản chất của ứng dụng (tức là thời gian ngắn, đơn lẻ hay đa chức năng). một ví dụ tuyệt vời về hệ thống thời gian là máy ATM. sau khi ấn nút xác nhận, người ta sẽ chờ 4 hoặc 5 giây để rút tiền từ máy atm. không ai muốn đợi 5 phút sau khi nhấn nút xác nhận.
chế độ truyền đồng bộ
Mặt khác, máy tính có nhiều mục đích khác nhau, vì vậy nó không phải là một hệ thống thời gian. bạn có thể chạy nhiều ứng dụng cùng một lúc trên máy tính. Ngoài ra, không có thời gian cụ thể để làm bất cứ điều gì trên PC hoặc thậm chí trên điện thoại thông minh. Ví dụ, trong một số trường hợp, việc lưu tài liệu có thể mất một vài giây hoặc vài phút. tuy nhiên, nó phụ thuộc vào số lượng các quy trình và các công việc đang chạy.
điện thoại thông minh
Do vậy, các hệ điều hành chung phù hợp với các ứng dụng và các hệ thống không quan trọng thời gian như Linux, Windows…
hệ thống linux
Các hệ điều hành thời gian thực sự phù hợp với các ứng dụng có thời gian quan trọng như UCOS, VxWorks, v. v.
sau đây là một danh mục giải thích thêm về sự khác biệt giữa hai hệ điều hành:
Kế hoạch nhiệm vụ
trong các phân loại lập lịch làm việc, gps không quan tâm đến ưu tiên. nó xử lý lịch trình theo cách mà nó cung cấp thông lượng cao. trong trường hợp rtos, việc sắp xếp luôn ưu tiên. không giống như gpos, tất cả các tiến trình ưu tiên cao được thực hiện trước bất kỳ nhiệm vụ ưu tiên thấp nào.
hệ điều hành windows
các vấn đề hoãn
đây là một trong những vấn đề chính của gps. Hầu hết các trễ kế hoạch của GPOS không bị giới hạn, điều đó có nghĩa là càng nhiều mạch để sắp xếp, trễ càng lớn. RTOS không có vấn đề này vì tất cả các luồng và tiến trình đều có độ trễ giới hạn (thread sẽ được thực hiện trong giới hạn thời gian được đặt).
các yếu tố kinh tế và phần cứng
RTOS được thiết kế cho các hệ thống độc lập và thấp như máy bán hàng tự động hoặc máy ATM. Ngoài ra, RTOS có kích thước nhỏ và trọng lượng nhẹ so với GPOS. Hơn nữa, GPOS phù hợp với các thiết bị chung và cao cấp như trạm làm việc hoặc máy tính cá nhân.
thiết bị cao cấp
nguồn:
Wikimedia Commons
có thể lấy hạt nhân
đầu tiên, một trong những vấn đề chính với việc thực hiện các tiến trình có ưu tiên cao là các hạt nhân có thể chiếm ưu thế. Vì vậy, nếu một hạt nhân không thể chiếm ưu thế, yêu cầu từ hạt nhân này sẽ ngay lập tức ghi đè lên tất cả các tiến trình khác đang chạy. Trong khi lõi của RTOS là có thể chiếm ưu thế, hạt nhân của GPOS thì không.
Nói cách khác, tiến trình ưu tiên cao trong GPOS không thể vượt qua các cuộc gọi kernel, trong khi tiến trình ưu tiên cao trong RTOS sẽ vượt qua các nhiệm vụ ưu tiên thấp khi cần thiết và xử lý các nhiệm vụ bên ngoài cuộc gọi kernel như là các tiến trình bên ngoài.
RTOS và GPOS-đánh giá và chọn RTOS cho phát triển sản phẩm nhúng
Trước khi bạn đánh giá RTOS nhúng để đáp ứng tất cả các yêu cầu của hệ thống nhúng, hãy chắc chắn rằng bạn đã kiểm tra một số tính năng quan trọng có khả năng hỗ trợ RTOS.
để dễ dàng hơn cho bạn, đây là một tổng quan về các tính năng chính:
RTOS vs GPOS – lịch trình đua
Hệ điều khiển của hệ điều hành quyết định khi nào hệ điều hành nên thực hiện mỗi thao tác. bộ lập lịch có thể dựa trên các nguồn tài liệu sẵn có và ưu tiên của bất kỳ công việc nào. vì vậy, rtos nhúng phải có chương trình sắp xếp được tích hợp. nó cho phép rtos thực hiện các nhiệm vụ trong thời gian thực.
bộ hẹn giờ phần mềm
như tên của nó, bộ hẹn giờ phần mềm hỗ trợ việc thực hiện các chức năng trong một cửa sổ thời gian chỉ định. Tạo thủ công bộ hẹn giờ phần mềm cho RTOS của bạn không phải là dễ dàng và không khôn ngoan, vì vậy hãy chắc chắn rằng RTOS bạn chọn có bộ hẹn giờ phần mềm tích hợp.
RTOS vs GPOS – cơ chế xếp hàng
hàng đợi cho phép trao đổi thông tin. với một cơ chế sắp hàng đã được xây dựng sẽ hỗ trợ việc trao đổi thông tin giữa các công việc.
chạy công cụ theo vết
Với công cụ theo vết, bạn có thể dễ dàng quan sát hành vi của hệ thống trong thời gian thực. Do đó, nhóm phát triển của bạn có thể theo dõi và phát hiện bất kỳ lỗi nào cũng như việc thực hiện nhiệm vụ.
RTOS và GPOS – Dùng bộ nhớ ít
Vì bạn cần tích hợp RTOS vào nền tảng MCU, RTOS trong tương lai nên có lượng bộ nhớ thấp hơn. điều này có nghĩa là tổng kích thước không nên lớn hơn 10% kích thước của mcu.
tòa nhà rtos
nguồn:
Wikimedia Commons
băng bó
Tóm lại, RTOS và GPOS hoạt động tốt trong các ứng dụng được thiết kế cho họ. Mặc dù tốc độ thông tin RTOP có thể thấp hơn GPOS, nhưng điều đó không có nghĩa là nó thấp.
GPOS xử lý một số lượng lớn các tiến trình nặng nề, trong khi RTOP xử lý các công việc ít thông lượng hơn so với khối lượng của hệ thống.
Tuy nhiên, mối quan tâm chính của RTOS là cung cấp các mô hình thực hiện có thể dự đoán hơn và thực hiện kịp thời hơn – chứ không phải thông lượng cao. Tuy nhiên, điều ngược lại xảy ra với GPOS. Vâng, tất cả mọi thứ về GPOS vs RTOS đã kết thúc. nếu bạn có bất cứ ý kiến hoặc câu hỏi nào, xin vui lòng liên hệ với chúng tôi. Chúng tôi rất vui lòng giúp đỡ.