Ketika kita mendengar kata sistem operasi, pertama di benak kita yang terbayang adalah sistem operasi yang digunakan di laptop & komputer. Secara umum, kami menggunakan berbagai jenis sistem operasi seperti windows XP, Linux, Ubuntu, Windows 7,8.8.1, dan 10. Di smartphone, sistem operasi seperti KitKat, Jellybean, marshmallow, dan Nougat. Dalam perangkat elektronik digital, ada semacam sistem operasi yang dikembangkan oleh program mikrokontroler . Ada berbagai jenis sistem operasi untuk mengembangkan mikrokontroler, tetapi di sini kita telah membahas sistem operasi real-time.
Apa itu Sistem Operasi Real Time?
RTOS adalah sistem operasi, itu adalah otak dari sistem waktu-nyata dan responsnya terhadap masukan dengan segera. Di RTOS, tugas akan diselesaikan pada waktu yang ditentukan dan tanggapannya dalam cara yang dapat diprediksi untuk kejadian yang tidak dapat diprediksi. Struktur RTOS ditunjukkan di bawah ini.
Struktur RTOS
Jenis RTOS
Ada tiga jenis RTOS yang berikut ini
- Sistem operasi real-time yang lembut
- Sistem operasi real-time yang sulit
- Perusahaan sistem operasi real-time
Jenis RTOS
Sistem Operasi Soft Real-Time
Sistem operasi soft real-time memiliki tenggat waktu tertentu, mungkin terlewat dan mereka akan mengambil tindakan pada saat t = 0 +. Sistem operasi soft real-time adalah jenis OS dan tidak dibatasi oleh aturan ekstrim. Waktu kritis sistem operasi ini tertunda sampai batas tertentu. Contoh dari sistem operasi ini adalah kamera digital, ponsel dan data online dll.
Sistem Operasi Soft Real-Time
Sistem Operasi Hard Real-Time
Ini juga merupakan jenis OS dan diprediksi oleh tenggat waktu. Tenggat waktu yang diprediksi akan bereaksi pada saat t = 0. Beberapa contoh sistem operasi ini adalah pengatur kantung udara di mobil, rem anti-lock, dan sistem pengatur mesin dll.
Firm Sistem Operasi Real-Time
Dalam perusahaan real-time, sistem operasi memiliki batasan waktu tertentu, tidak ketat dan dapat menyebabkan efek yang tidak diinginkan. Contoh dari sistem operasi ini adalah inspeksi visual dalam otomasi industri.
Bekerja dengan Sistem Operasi Real-Time
Ada berbagai jenis fungsi dasar RTOS berikut ini
- Penjadwal berbasis prioritas
- Jam sistem mengganggu rutinitas
- Perilaku deterministik
- Sinkronisasi dan Pesan
- Layanan RTOS
Penjadwal Berbasis Prioritas
Dalam penjadwal berbasis prioritas, sebagian besar RTOS berada di antara 32 dan 256 kemungkinan prioritas untuk tugas atau proses individual. Penjadwal ini akan menjalankan proses dengan prioritas tertinggi. Jika tugas dijalankan pada CPU, maka tugas dengan prioritas tertinggi berikutnya akan berjalan dan melanjutkan proses.
Dalam sistem, proses dengan prioritas tertinggi akan memiliki CPU
- Ini berjalan untuk menutup
- Jika tugas awal didahului oleh yang baru maka proses prioritas tinggi sudah siap.
Ada tiga status tugas atau proses yang siap dijalankan dan yang lainnya diblokir dan deskripsi setiap status diberikan di bawah ini.
Siap Jalankan
Siap dijalankan dikatakan ketika proses memiliki semua sumber daya untuk dijalankan, tetapi seharusnya tidak dalam status berjalan. Kemudian disebut siap dijalankan.
Lari
Jika tugas sedang dijalankan maka dikatakan memiliki status berjalan.
Diblokir
Dalam keadaan ini, jika tidak memiliki cukup sumber daya untuk dijalankan, maka itu dikirim ke keadaan diblokir.
Tiga teknik dimodifikasi untuk menjadwalkan tugas, berikut dengan deskripsinya.
Penjadwalan Kerja Sama
Dalam jenis penjadwalan ini, tugas akan dijalankan hingga eksekusi selesai
Penjadwalan Round Robin
Dalam penjadwalan ini, setiap proses diberi slot waktu tetap dan proses harus menyelesaikan pelaksanaannya atau tugas kehilangan aliran dan pembuatan datanya.
Penjadwalan Preemptive
Penjadwalan preemptive melibatkan alokasi waktu yang bergantung pada waktu prioritas. Secara umum, 256 tingkat prioritas digunakan dan setiap tugas memiliki tingkat prioritas yang unik. Ada beberapa sistem yang mendukung tingkat yang lebih prioritas dan beberapa tugas memiliki beberapa prioritas.
Rutinitas Interupsi Jam Sistem
Untuk melakukan operasi yang sensitif terhadap waktu, RTOS akan menyediakan semacam jam sistem. Jika ada jam sistem 1ms, maka Anda harus menyelesaikan tugas dalam 50ms. Biasanya, ada API yang mengikuti Anda untuk mengatakan 'Dalam 50ms bangunkan saya'. Karenanya tugas akan berada dalam posisi tidur sampai RTOS akan bangun. Kami memiliki dua pemberitahuan bahwa bangun tidak akan memastikan untuk berjalan tepat pada waktu itu, itu tergantung pada prioritas dan jika prioritas yang lebih tinggi sedang berjalan itu akan ditunda.
Perilaku Determinan
RTOS bergerak sangat panjang untuk melindungi bahwa apakah Anda telah mengambil 100 tugas atau 10 tugas, tidak ada perbedaan dalam jarak untuk beralih konteks dan itu menentukan tugas prioritas tertinggi berikutnya. Dalam deterministik area utama RTOS adalah penanganan interupsi, ketika garis interupsi menandakan mereka RTOS segera mengambil tindakan dari rutin layanan interupsi yang benar dan interupsi ditangani tanpa penundaan.
Kami harus bersuara bahwa pengembang proyek akan menulis ISR khusus perangkat keras. Sebelumnya RTOS memberikan ISR untuk port serial, jam sistem dan mungkin perangkat keras jaringan, tetapi jika ada sesuatu yang khusus seperti sinyal alat pacu jantung, aktuator, dll., Jangan menjadi bagian dari RTOS.
Ini semua tentang generalisasi kasar dan ada banyak variasi implementasi di RTOS. Beberapa RTOS dioperasikan secara berbeda dan uraian di atas mampu untuk sebagian besar RTOS yang ada.
Sinkronisasi dan Pesan
Sinkronisasi dan perpesanan menyediakan komunikasi antara tugas satu sistem ke sistem lain dan layanan pesan berikut ini. Untuk menyinkronkan aktivitas internal, bendera acara digunakan dan untuk mengirim pesan teks yang dapat kita gunakan di kotak surat, pipa, dan antrian pesan. Di area data umum, semaphore digunakan.
- Semaphores
- Bendera acara
- Kotak surat
- Pipa
- Antrian pesan
Layanan RTOS
Bagian terpenting dari sistem operasi adalah Kernel. Untuk memantau perangkat keras, tugas harus dibebaskan dan tanggung jawab kernel mengelola & mengalokasikan sumber daya. Jika tugas tidak bisa mendapatkan perhatian CPU untuk setiap waktu, maka ada beberapa layanan lain yang disediakan oleh kernel. Berikut ini adalah
- Layanan waktu
- Layanan penanganan interupsi
- Layanan manajemen perangkat
- Layanan manajemen memori
- Layanan input-output
Keuntungan dari RTOS
- Ketika semua sumber daya dan perangkat tidak aktif, maka RTOS memberikan konsumsi maksimum dari sistem dan lebih banyak output.
- Ketika tugas sedang dilakukan, tidak ada kemungkinan untuk mendapatkan kesalahan karena RTOS bebas dari kesalahan.
- Alokasi memori adalah jenis terbaik untuk dikelola dalam jenis sistem ini.
- Pada sistem jenis ini, waktu perpindahan sangat sedikit.
- Karena ukuran program yang kecil, RTOS digunakan di file sistem tertanam seperti transportasi dan lainnya.
Pada artikel ini, kita telah membahas cara kerja sistem operasi real-time. Saya harap dengan membaca ini Anda memperoleh beberapa informasi dasar. Jika Anda memiliki pertanyaan tentang artikel ini atau untuk melaksanakan proyek kelistrikan , silakan berkomentar di bagian bawah. Ini pertanyaan untuk Anda, apa saja fungsi dari RTOS?
