Системы реального времени.-7

153

Существующие ОСРВ обслуживают довольно внушительный парк микропроцессоров. Приведем некоторые наименования микропроцессоров из этого парка: Intel Pentium, Intel 80x86, NEV V53, NEV V25, Z 80 (180), 80x96, 80x51, i960, i860, 68060, 68040, 68030, 68020, 68010, 68000, Z180, 68340, 68332, 68331, 68302, PowerPC6604, PowerPC6603, PowerPC6601, Power PC 403, 68HC16, 68HC11, MIPS R4000, 68360, AM294xx, AM292xx, AM290xx, SPARC, VA X family, Alpha, Inmos T4xx, T8xx, ARM, ARM THUMB, TMS320C5x, TMS320C4x, TMS320C3x, TMS320C2x, 56xxx DSP, AD2106x и др.

Вопросы для самопроверки

1.На каких процессорах может работать OC Linux?

2.Какие способы существуют для реализации механизма preemption?

3.В чем особенность системы RT-Linux?

4.Приведите основные аргументы за и против использования Windows NT в качестве ОСРВ.

5.Какие расширения Windows NT, которые поддерживают реальное время, вы знаете?

6.Классифицируйте в виде таблицы собственно ОСРВ по категориям: self-hosted, host/target и те, которые могут выступать

ив том и другом варианте.

7.Опишите основные функциональные возможности ОС LynxOS.

8.Какие механизмы синхронизации реализованы в ОС LynxOS 5.0?

9.Опишите реализацию атомарных переменных и операций в ОС LynxOS 5.0.

10.Какие барьеры памяти реализованы в ОС LynxOS 5.0?

11.Опишите ОС функциональные возможности OS-9.

12.Опишите ОС функциональные возможности VxWorks.

13.Опишите уровневую структуру VSPWorks.

14.Опишите ОС функциональные возможности SoftKernel.

15.Опишите ОС функциональные возможности CHORUS.

154

16.Опишите ОС функциональные возможности pSOS.

17.Опишите ОС функциональные возможности ОС2000.

18.Приведите преимущества и недостатки специализированных ОСРВ.

155

6МИКРОЯДРО ОС QNX NEUTRINO 6.1 Введение

Микроядро ОС QNX Neutrino реализует основные функции стандартов POSIX, используемые во встраиваемых системах реального времени, а также базовые службы обмена сообщениями. Те функции, которые не реализованы в микроядре, выполняются дополнительными процессами или разделяемыми библиотеками.

На самых нижних уровнях микроядра расположено всего несколько базовых объектов, а также четко отрегулированные процедуры для управления ими. Это является основой, на которой строится ОС QNX (рис. 6.1).

Рис. 6.1 — Микроядро ОС QNX Neutrino

156

ВОС QNX Neutrino большинство служб по обеспечению работы в реальном времени и по планированию потоков реализовано прямо в микроядре. Эти службы могут работать без использования дополнительных модулей.

Вмикроядре ОС QNX существуют системные вызовы (kernel calls), которые служат для управления следующими объектами:

∙потоками;

∙сообщениями;

∙сигналами;

∙часами;

∙таймерами;

∙обработчиками прерываний;

∙семафорами;

∙блокировками взаимного исключения, мьютексами;

∙условными переменными;

∙барьерами.

ОС QNX целиком построена на основе таких вызовов, причем ядро ОС полностью вытесняемо (preemtable), в том числе и во время обмена сообщениями между процессами.

В микроядро включены службы, которые порождали наиболее короткую ветвь исполняемого кода. Операции, требующие значительных ресурсов (например, загрузка процесса), были переданы внешним процессам и потокам, в которых работа по переключению на контекст другого процесса пренебрежительно мала в сравнении с работой по обработке запроса, выполняемой внутри этого потока.

Оценим работу, которая выполняется между переключениями контекстов во время обмена сообщениями, и учтем высокую скорость их переключений в минимизированном ядре. Очевидно, что объем времени, расходуемый на выполнение этих действий, настолько минимален, что становится пренебрежительно малым в сравнении с работой, производимой для обработки запросов от механизма обмена межзадачными сообщениями.

6.2.1Вызовы по управлению потоками

Вядре ОС QNX минимальной планируемой и выполняемой единицей является поток. Процесс можно рассматривать как объект, который содержит в себе эти потоки и определяет для их выполнения свое адресное пространство.

Вмикроядре ОС QNX реализован ряд вызовов по управлению потоками POSIX и соответствующие им вызовы микроядра (табл. 6.1).

Таблица 6.1 — Вызовы по управлению потоками POSIX и соответствующие вызовы микроядра [9]

159