45451

Виды операционных систем реального времени. QNX. OS-9. VxWorks. Операционные системы реального времени для Windows. IA-Spox, RTX, Falcon, Hyperkernel

Доклад

Информатика, кибернетика и программирование

Операционные системы реального времени для Windows. ОСРВ по Windows Windows CE система ориентирована на небольшие контроллеры и включает большую часть функций ядра стандартной ОС для поддержки средств являющихся зарегистрированной маркой Microsoft. ОС РВ Стандартная ОС с поддержкой общих функций Поддержка расширений служащих для выполнения задач РВ Расширения ISPOX В расширении ОС Windows для реального времени. Данное расширение разработано для системы Windows95 98.

Русский

2013-11-17

190.5 KB

17 чел.

Виды операционных систем реального времени. QNX. OS-9. VxWorks. Операционные системы реального времени для Windows. IA-Spox, RTX, Falcon, Hyperkernel.

Виды ОС

1. QNX (1982г.) – применяется для народного хозяйства и военных целей. В России появилась в 1992 году. Построена по fleet – технологии. Особенности: является гибридом 16/32 – битной системы; размер ядра от 28 кб; задачи взаимодействуют с помощью сообщений; поддержка распределенных сетевых вычислений; поддержка FAT и NTFS.

«-» ориентирована на платформу Intel.

«+» распространяется бесплатно для некоммерческого использования.

2. OS-9 (Motorola). Платформы Motorola, Intel, Hitachi. Основное применение: мобильные телекоммуникационные устройства. Имеют развитые сетевые средства, обладают свойством переносимости приложений, обеспечивает функционирование 65535 задач одновременно, а также 255 пользователей. OS-9000 переносимая версия OS-9. На 95% сделана на языке С. Используется в системах военного или аэрокосмического комплекса, бытовой электроники, связи. Основной упор делается на PowerPC. Основной метод – разделение времени с вытеснением.

3. VxWorks / Tornado. Данная ОС РВ разработана компанией Windrive System. Система ориентирована на следующие платформы Intel 860, 960, 386, PowerPC, Spark. Основная ориентация: встроенные контроллеры с возможностью распределенных вычислений.

Система обработки разделена на два этапа:

  1.  Подготовка проекта и реализация на инструментальной ЭВМ среде Tornado
  2.  Загрузка полученного кода на Host ЭВМ

Все Host ЭВМ могут обмениваться информацией на базе стандартного протокола TCP/IP. Используется механизм распределения задач или построение распределенной системы. Основная архитектура ОС – микроядро, поэтому количество поддерживаемых драйверов зависит от состава пакета. VxWorks поддерживает сетевые средства в виде Ethernet, RS 232, кросс-шина, поддерживает создание приложений на С, С++, имеет средство разработки проекта, средство управления проектом, командный интерпретатор, поддерживает файловую систему NTFS, а также CASE- средство Control Show, поэтому система позволяет реализовать необходимый перечень решаемых задач.

Применение: Сетевое и коммуникационное оборудование, промышленный контроль технологических процессов и бортовые вычислительные системы. Разработка тренажеров пилотов: в системе обеспечивается реальные условия для обучения пилота при экстремальных ситуациях. Все алгоритмы управляются VxWorks, выполняет порядка 40 Host ЭВМ. Система регулирования движения на перекрестках г. Нью-Йорка: система обеспечивает отслеживание транспортного потока, управление светофорными объектами, управление системой. Система спутниковой связи «Банкир» используется для обеспечения передачи информации центрального банка РФ c филиалами. Система состоит из четырех групп элементов: три космических и одна наземная. Количество модулей примерно 50-60.

ОСРВ по Windows 

Windows CE – система ориентирована на небольшие контроллеры и включает большую часть функций ядра стандартной ОС для поддержки средств являющихся зарегистрированной маркой Microsoft.

ОС РВ

Стандартная ОС с поддержкой общих функций

Поддержка расширений служащих для выполнения задач РВ


Расширения

  1.  IA-SPOX

В расширении ОС  Windows для реального времени. Разработано в 1994 году компанией Spectron microsystem. Данное расширение разработано для системы Windows95/98. Основное отличие от стандартной ОС заключается во включении виртуальных драйверов, взаимодействующих с ядром ОС.

Набор виртуальных драйверов обеспечивает детерминированную реакцию ядра и не позволяет пользователю напрямую взаимодействовать с функциями ядра. Обслуживание запросов осуществляют виртуальные драйвера.

Основное применение: высокоскоростная связь в приложениях, а также в приложениях, требующих быстрые детерминированные реакции.

Система поддерживает необходимый набор прерываний. Система работает в нормальном состоянии, если приложений не больше 20. На данный момент такая система не поддерживается.

  1.  RTX

(Real Time Extension)

Производитель – VenturCom.

Данное расширение ориентированно на Windows NT и его линейку, а также на Linux. Ядро ОС является отдельной задачей и загружается как отдельная задача.

З.П.1 – задача пользователя 1, З.П.2 – задача пользователя 2.

Из вышеотмеченного следует уменьшение времени доступа к памяти (не приложений из-под Windows, а задач пользователя). Допускается взаимодействие с аппаратной частью напрямую из задач. Сократились задержки по работе с прерываниями. Если задача требует реального времени, то она запускается в отдельном планировщике; если она не требует реального времени, то запускается через Windows.

Основная особенность: добавлен планировщик задач.

Основное применение: мониторинг промышленных, мониторинг промышленных сетей, а также управление задачами в мягком режиме реального времени. При зависании задачи Windows система не функционирует.

Расширение RTX нашло поддержку компанией Microsoft, часть функций была введена в Windows XP.

  1.  Falcon

Разработчик: Radisys.

Применение в ОС класса Windows NT.

Расширение основано на объектно-ориентированной архитектуре, поэтому ядро Falcon взаимодействует с ядром Windows, как две равноправные задачи. Выполнение задач осуществляется по встроенному алгоритму:

Поэтому Windows не влияет на работу всей остальной системы. При “подвисании” Windows задачи РВ будут продолжать выполняться, а задачи не РВ будут отправляться в ОС реального времени.

Данное расширение поддерживает создание системы «жесткого» реального времени.

Из всех расширений Falcon является более стабильным и более надежным.

  1.  HyperKernel

Ориентировано для Windows NT. Все программное обеспечение делится на две части:

1. ПО операторного интерфейса.

2. Высокоскоростные задачи управления.

ОС реального времени и Windows – единое ядро, взаимодействия между ними нет. ОС реального времени – надстройка над Windows. При “подвисании” Windows система останавливается.

Применения не нашло, используется для задач «мягкого» реального времени.

Рис. Монолитная архитектура

ОС Linux OS.

LinxOS – ОС РВ, обеспечивающая собственные функции управления задачами, управления сетевым взаимодействием и системой прерываний на базе ядра ОС Mandrake Linux. Система построена на базе микроядра, имеет собственный командный интерфейс, аналогичный Linux. Имеет поддержку расширенных графических средств, обеспечивает выполнение любой задачи в режиме реального времени. Основной платформой является Intel 86 серии, а также поддержка платформ Motorola.

Гибрид ОС разработан в 2004г. для разработки и поддержки приложений реального времени, стандартных пользовательских задач выполняемых на ПК.

Достоинства и недостатки ОС РВ

Недостатки:

1. Узко определенная поддержка промышленных контроллеров

2. Отсутствие поддержки производителей контроллеров за исключением Intel

3. Высокая стоимость прикладного ПО ОС РВ

4. Отсутствие связи с производителями прикладного ПО

Достоинства:

1. Универсальность подхода (разработчику не требуется создавать собственную ОС и разрабатывать ПО)

2. все другие достоинства зависят от конкретной реализации систем, в т.ч. своевременность выполнения задачи.

Вывод: Наиболее популярными и широко используемыми ОС РВ являются те системы, которые поддерживают большое количество платформ и их применение ориентировано на большое количество услуг для конечных пользователей. Основной фактор применения ОС РВ заключается в необходимости использования своевременности получения результатов, следовательно, самая используемая система OS-9 и OS-9000. 


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

21690. ТЕХНОЛОГИИ НЕЙРОННОГО УПРАВЛЕНИЯ 181 KB
  Он составляет основу для большинства схем нейронного управления. ТЕХНОЛОГИИ НЕЙРОННОГО УПРАВЛЕНИЯ Во многих реальных системах имеются нелинейные характеристики сложные для моделирования динамические элементы неконтролируемые шумы и помехи а также множество обратных связей и другие факторы затрудняющие реализацию стратегий управления. За последние два десятилетия новые стратегии управления в основном развивались на базе современной и классической теорий управления. Как современная в частности адаптивное и оптимальное управление так и...
21691. Расширение последовательной схемы нейронного управления 106 KB
  Простая процедура обучения для эмулятора выглядит так: {рис. 109} Целью обучения является минимизация ошибки предсказания . 109} Для ускорения сходимости процесса обучения можно использовать другую модель эмулятора: {рис.
21692. Нейронный контроллер 225 KB
  Сегодня мы посмотрим что внутри у нейроконтроллера а также займёмся повышением эффективности оперативного управления. Нейронный контроллер Предположим что объект управления описываемый уравнением является обратимым. Если выход близок к выходу при соответствующих входах то многослойная нейросеть может рассматриваться как контроллер в прямой цепи управления.
21693. Обучение контроллера: подход на основе прогнозируемой ошибки выхода 361.5 KB
  Шаг 1. read ; Шаг 2. {Обучение эмулятора} for := downto 0 do begin :=; ; end; Шаг 3. {Генерация управляющего входного сигнала} :=; или :=; :=; Шаг 4.
21694. ПАРАЛЛЕЛЬНАЯ СХЕМА УПРАВЛЕНИЯ 538.5 KB
  ПАРАЛЛЕЛЬНАЯ СХЕМА УПРАВЛЕНИЯ В параллельной архитектуре нейронного управления нейронная сеть используется наравне с обычным ПИДрегулятором. Настройка выполняется таким образом чтобы выходной сигнал объекта управления как можно точнее соответствовал заданному опорному сигналу . Из этих примеров следует что даже если удастся разработать хорошую общую стратегию управления может возникнуть необходимость в её настройке с целью получения лучших практических результатов.
21695. ПРИЛОЖЕНИЯ НЕЙРОННОГО УПРАВЛЕНИЯ 453.5 KB
  Далее мы будем изучать примеры практического применения некоторых методов нейроуправления и не только нейроуправления для реальных систем. ПРИЛОЖЕНИЯ НЕЙРОННОГО УПРАВЛЕНИЯ В качестве реальной системы будем рассматривать систему управления температурой водяной ванны инвертированный маятник систему управления генератором в электрическом транспортном средстве и печь как многомерный объект управления со многими входами и выходами. Система управления температурой водяной ванны Система управления представляет собой регулятор температуры для...
21696. МЕТОДЫ ИСКУССТВЕННОГО ИНТЕЛЛЕКТА 286 KB
  Вычисления соответствующие действиям нечёткого контроллера в системе управления температурой водяной ванны можно представить в виде следующего алгоритма: Шаг 1. Гн Омату рассматривает помимо нейросетевого и нечёткого управления ещё два способа управления водяной ванной. По результатам экспериментов из всех схем управления схема ПИД наиболее проста в реализации.
21697. Система стабилизации перевёрнутого маятника 668.5 KB
  Система стабилизации перевёрнутого маятника Перевёрнутый маятник представляет собой модель нестабильной системы управления сам маятник закреплён сверху на тележке которая может перемещаться вправо и влево в горизонтальной плоскости причём это перемещение является управляемым. Задача управления состоит в стабилизации маятника в вертикальном положении на возможно более продолжительное время. Цель управления состоит в том чтобы переместить тележку в позицию таким образом чтобы маятник оставался в вертикальном положении.
21698. Применение нейросетей для управления печью 145 KB
  В таких случаях целью управления является возможно более быстрое и плавное достижение требуемой температуры с последующим удерживанием её значения в заданных пределах. Система управления печью разработана японской фирмой Omron Inc. Структурная схема системы управления печью В состав системы управления входит модуль датчиков плата параллельного интерфейса вводавывода компьютер NEC PC9801F и исполнительное устройство.