RTOS là gì, ưu điểm của nó như thế nào? – Fptshop.com.vn

RTOS là gì?

RTOS là viết tắt của cụm từ Real-time operating system. Đây là một hệ điều hành (OS) dùng để phục vụ các ứng dụng thời gian thực với khả năng xử lý dữ liệu siêu nhanh (vì không có sự chậm trễ của bộ đệm).

Bạn có thể hiểu chúng như thế này. Hệ điều hành thông thường ở trên máy tính, bạn phải mất khoảng thời gian để chờ chúng sẵn sàng. Đối với hệ điều hành thực RTOS thì các ứng dụng đều được thực thi với thời gian chính xác.

Các yêu cầu về thời gian xử lý chỉ được tính bằng một phần mười của giây hoặc ngắn hơn. Nếu nó không hoạt động theo thời gian cố định thì hệ thống sẽ gặp sự cố vì tài nguyên rất giới hạn. Chính vì vậy mà hệ điều hành này sẽ tập trung vào một số tính năng nhất định.

Đặc điểm chính của RTOS là độ nhất quán của nó với thời gian cần thiết để tiếp nhận, hoàn thành tác vụ.

RTOS hoạt động như thế nào?

RTOS thường sẽ là một phân đoạn của chương trình. Tại đây nó có nhiệm vụ giải quyết và điều phối các tác vụ (task), lập lịch và phân mức ưu tiên cho chúng. Việc này có thể thực hiện bằng cơ chế Hướng sự kiện (Event-driven) và Chia sẻ thời gian (Time-sharing).

Cơ chế Hướng sự kiện sẽ điều hướng các tác vụ dựa trên mức độ ưu tiên và Chia sẻ thời gian sẽ làm nhiệm vụ chuyển đổi tác vụ. RTOS đều kèm theo thuật Pre-emptive scheduling (Đặt lịch trước).

Các chức năng cơ bản của RTOS:

• Bộ lập lịch (Scheduler)
• Dịch vụ thời gian thực (Real Time Services)
• Đồng bộ và thông điệp (Synchronization and Messaging)

Trong Scheduler sẽ có 3 trạng thái mặc định:

• Ready to run: Trạng thái chuẩn bị của tác vụ
• Running: Trạng thái tác vụ đang thực thi
• Blocked: Các tác vụ không đủ tài nguyên xử lý sẽ được về trạng thái khóa

Dịch vụ thời gian thực

• Dịch vụ xử lý ngắt (Interrupt handling services)
• Dịch vụ thời gian (Time services)
• Dịch vụ quản lý thiết bị (Device management services).
• Dịch vụ quản lý bộ nhớ (Memory management services)
• Dịch vụ quản lý kết nối (IO services)

Thông điệp

Các thông điệp này sẽ dùng để trao đổi thông tin giữa các tác vụ với nhau, nó bao gồm các thông điệp sau:

• Semaphores: Đồng bộ hóa quyền truy cập các tài nguyên dùng chung
• Event flags: Đồng bộ hóa hoạt động các tác vụ cần sự phối hợp
• Mailboxes, Pipes, Message queues: Quản lý các thông điệp đã được gửi

Ưu điểm của RTOS

Ưu điểm lớn của RTOS là xử lý nhanh chóng vì thế nó sẽ dành cho các thiết bị đòi hỏi khả năng xử lý có độ trễ thấp nhất có thể. Lợi ích nó đem lại bao gồm đa nhiệm tốt, ưu tiên các nhiệm vụ và quản lý chia sẻ các tài nguyên. Ngoài ra nó cũng không đòi hỏi nhiều về tài nguyên hay bộ nhớ RAM quá lớn.

Hệ điều hành RTOS được sử dụng phổ biến trong nhiều ngành công nghiệp, thiết bị chăm sóc sức khỏe IoT (như smartwatch) hay ngành hàng không.