Ưu điểm của hệ điều hành thời gian thực RTOS

Ưu điểm của hệ điều hành thời gian thực RTOS


Hệ điều hành RTOS được sử dụng ở đâu ?

Hệ điều hành thời gian thực RTOS được sử dụng trong các thiết bị trong nhà, văn phòng, ô tô, cơ sở hạ tầng, và các thiết bị di động,... nó đượng ứng dụng rộng rãi trong không gian sống và làm việc.
 

Hệ điều hành RTOS được sử dụng ở đâu ?

 

Xu hướng của công nghệ phụ thuộc vào nhu cầu của thị trường (nền tảng ứng dụng của RTOS)

Âm thanh/hình ảnh thông thường, máy tính cá nhân, công nghệ truyền dẫn dữ liệu (WiFi, Ethernet, Zigbee,...) được tích hợp và các thiết bị kĩ thuật số, quá trình này thúc đẩy máy tính xuất hiện ngày càng phổ biến. (các máy tính được nhúng khắp mọi nơi và hỗ trợ xã hội loài người).
Sự bùng nổ phát triển máy tinh, các công nghệ truyển dẫn (network), và bảo mật là rất cần thiết.

 

Xu hướng của công nghệ phụ thuộc vào nhu cầu của thị trường (nền tảng ứng dụng của RTOS)

 

Những yêu cầu đối với phát triển phần mềm nhúng

  • Các chương trình ngày càng lớn và phức tạp
  • Công nghệ phát triển rất nhanh, trong khi yêu cầu về thời gian phát triển sản phẩm ngày càng ngắn.
  • Nhu cầu giảm chi phí phát triển phần mềm nhúng
 

Những yêu cầu đối với phát triển phần mềm nhúng


Với các điểm trên, nhu cầu phát triển phần mềm nhúng ngày càng tăng.

Sự tách biệt giữa ứng dụng với nền tảng phần cứng

Sự phát triển gần đây của hệ thống nhúng, đồng nghĩa với việc chương trình nhúng với khối lượng code (code size), và độ phức tạp ngày càng tăng, vì vậy sẽ mất thời gian hơn để đánh giá hệ thống.
Tuy nhiên, vòng đời của các sản phẩm sử dụng hệ thống nhúng ngày càng ngắn, yêu cầu về thời gian để ra các sản phẩm mới rất cấp thiết, lịch trình phát triển sản phẩm càng được thắt chặt.
Với nhu cầu phát triển ứng dụng nhúng nhanh, việc tăng chất lượng của các ứng dụng là rất cần thiết.
Các chương trình ứng dụng điều khiển trực tiếp phần cứng rất phụ thuộc vào một nền tảng phần cứng nào đó, khả năng sử dụng lại code thấp.
Việc điều khiển thông qua real-time OS (RTOS) cho phép làm giảm sự phụ thuộc của chương trình ứng dụng vào nền phần cứng và tăng khả năng tái sự dụng của chương nhúng.

 

Sự tách biệt giữa ứng dụng với nền tảng phần cứng


Như hình trên, RTOS tách biệt xử lý điều khiển phần cứng ra khỏi chương trình ứng dụng, đây là ưu điểm để tăng khả năng tái sử dụng code và tăng năng suất code.

Dễ dàng bảo trì phần mềm

Khả năng đọc cấu hình của chương trình phần mềm được cải thiện, việc module hóa và tái sử dụng được thực hiện dễ dàng thông qua RTOS.

Middleware and Driver Distribution

Đối với hệ thống nhúng hiện tại và tương lai, việc cung cấp các sản phẩm có giá trị gia tăng cao bằng cách triển khai nhiều tính năng là rất quan trọng, ví dụ như các tinh năng về mạng (network), mỗi công ty sẽ dẫn đầu công nghệ cốt lõi riêng.
Để giảm chi phí phát triển, nhiều khả năng sẽ sử dụng phần mềm có sẵn trên thị trường.
Ngoài ra, thị trường phân phối các sản phẩm của các công ty phần mềm đang phát triển. Để dễ dàng sử dụng các sản phẩm phầm mềm đang được phân phối, hệ điều hành RTOS cần được cung cấp nền tảng tiêu chuẩn cho hệ thống.

Driver là gì?

Driver là phần mềm sử dụng các tính năng của RTOS, cũng như cung cấp các tính năng điều khiển phần cứng cho ứng dụng, ví dụ như LAN controller.

Middleware là gì?

Middleware là phần mềm sử dụng các tính năng của RTOS, và cung cấp các tính năng không có của OS cho ứng dụng, ví dụ như phần mềm nén và giải nén ảnh.
Middleware và driver hoạt động trên RTOS trong hầu hết các trường hợp. Sau đây là các ví dụ hiện có sẵn về các thành phần của phần mềm hoạt động trên hệ điều hành thời gian thực RTOS:
TCP/IP protocol stack, file manager, USB protocol stack, Bluetooth protocol stack, IrDA protocol stack, GUI library, image compression/decompression software, audio compression/decompression software, voice recognition software, voice synthesis software, character recognition software, web browser, encryption library, fingerprint authentication software,...

 

Middleware and Driver Distribution

 

Ứng dụng cho sản phẩm

Hầu hết các thiết bị nhúng sử dụng vi điều khiển sử dụng RTOS, RTOS không sử dụng cho một lĩnh vực đặt biệt nào đó, mà sử dụng cho rất nhiều lĩnh vực.
Trong những năm gần đây, RTOS được sử dụng trên các hệ thống hiệu suất cao, như thiết bị di động, ô tô, hệ thống định vị ô tô, camera,...

Nguồn: https://www.tron.org/seminar/on-the-web-seminar/chap-2/

[NEXT] : Hoạt động của hệ điều hành thời gian thực RTOS

 

Các chủ đề nâng cao về lập trình vi điều khiển (Embedded MCU) các bạn tham khảo tại: Blog - AK Embedded Software

Mọi thông tin góp ý về bài viết các bạn gửi về: