47484 (Короткі характеристики найбільш поширених ОСРЧ), страница 6

Виклики різних додатків здійснюються через програмні переривання.

pSOS + m є багатопроцесорної версією ядра pSOS +. Вона вимагає, щоб один вузол був головним, а інші - підлеглими. До цього ядра додані системні виклики, що дозволяють оперувати через кордони процесора.

У pSOS + не використовується поняття процесу, замість цього вона оперує завданнями, що відповідає поняттю потоків, що виконуються в одному процесі. Всі системні об'єкти розділяються між всіма потоками. Так як всі потоки розділяють один і той же контекст, час перемикання потоків стає дуже малою.

pSOSsystem має несегментоване модель пам'яті. Захист пам'яті може бути забезпечена через бібліотеку управління пам'яттю. Код, дані і стеки можна захистити за допомогою визначення відображень захисту пам'яті для кожного завдання. При цьому відповідальність лягає на розробника додатків, а це є непростим завданням. pSOSsystem пропонує дві абстракції для управління пам'яттю - регіони і розділи. Регіони - це шматки пам'яті нефіксованого розміру, в той час як розділи - шматки фіксованого розміру. Управління пам'яттю з допомогою розділів забезпечує швидке виділення пам'яті.

Управління переривань в pSOSsystem досить примітивне. Крім того, відсутні мьютекс і механізм успадкування пріоритетів, що може призвести до інверсії пріоритетів.

11. INTEGRITY

Продукт INTEGRITY (компанія Green Hills Software) [INTEGRITY] - це ОСРВ з передбачуваним часом відгуку, розрахована на застосування в тих ситуаціях, коли необхідні масштабованість ОС, її компактність і можливість роботи в режимі реального часу. Платформа INTEGRITY побудована на базі мікроядра velOSity [Velosity] і добре підходить для використання в недорогих пристроях з обмеженими апаратними ресурсами (сюди належить велика частина споживчої електроніки). Для своєї операційної системи компанія Green Hills пропонує інтегроване середовище розробки MULTI, повністю автоматизує процес створення ПЗ. Підтримуючи багатомовну розробку і налагодження, графічний інтерфейс пакета MULTI дає користувачу швидкий і зручний доступ до оптимізацією C / C + + компіляторами і функцій MISRA C. У цьому інструментальному пакеті міститься відладник рівня вхідної мови, компонувальник, аналізатор подій, Профілювальники продуктивності, програма виявлення помилок періоду виконання і засіб налагодження, не порушує основний режим функціонування.

Об'єктно-орієнтований підхід до проектування INTEGRITY забезпечує суворий контроль доступу та верифікацію безпеки і цілісності даних, взаємодій, компонентів і системи в цілому.

INTEGRITY використовує апаратну захист пам'яті і забезпечує підтримку численних захищених віртуальних адресних просторів, кожне з яких може містити кілька завдань програми. Ядро INTEGRITY оперує в своєму власному захищеному адресному просторі.

Для управління пам'яттю INTEGRITY використовує механізм віртуальної пам'яті. Щоб гарантувати абсолютну мінімальний час обробки переривань, ядро ніколи не блокує переривання, навіть при обробці критичних структур даних.

Ядро також уникає довгих обробок переривань. Як приклад таких переривань згадуються операції ділення і обробки рядків.

Рис.10. Структура INTEGRITY.

ОСРВ INTEGRITY включає дворівневий планувальник ARINC-653, заснований на сегментації (Partition Scheduler), який забезпечує гарантоване тимчасове вікно центрального процесора для кожної виконується завдання. Наприклад, якщо виконуються дві задачі, A і B, і кожній надано по 50% часу, то породження завданням B завдань B1 і B2 не вплине на виконання завдання A, оскільки час центрального процесора, виділене для задачі В (50%), розділиться на 3 для завдань В, B1 і B2, а для задачі A залишаться її колишні 50%. Таким чином, дії однієї задачі ніколи не зможуть вплинути на виконання інших завдань, що дозволяє уникати дії зловмисного коду, вірусів, проникнення хакера або просто помилок в інших адресних просторах.

12. LynxOS

Операційна система LynxOS RTOS (LynuxWorks, Inc) Є операційною системою жорсткого реального часу, яка призначена для спеціалізованої і телекомунікаційної апаратури [LynxOS]. Ця ОС є повністю детермінованою і володіє POSIX-, UNIX-і Linux-сумісністю. Областями застосування ОС LynxOS є також складні системи безпеки.

Остання випущена версія цього бренду ОС LynxOS-178 2.0 характеризується виробником як комерційна операційна система, що забезпечує високий рівень надійності та оперативності, необхідну для вбудованих додатків з особливими вимогами до безпеки. У LynxOS-178 2.0 реалізована підтримка інтерфейсу APEX (APlication / EXecutive - інтерфейс програми / керуючої програми) специфікації ARINC-653. Це означає, що дана операційна система відповідає найсуворішим вимогам до безпеки і надійності електронних систем для військової та цивільної авіації. Система LynxOS-178 2.0 повністю відповідає положенням рівня А специфікації DO-178B.

ОСРВ LynxOS-178 2.0 відповідає вимогам стандартів POSIX і ARINC-653, а також DO-178B, що означає гарантію переносимості прикладного коду вбудованих систем, багаторазового використання створених програм, а також відповідність найсуворішим нормативам операційних систем з підвищеними вимогами до безпеки. Використання LynxOS-178 2.0 дозволяє застосовувати будь-які раніше сертифіковані програми і розробки.

13. Microware OS-9

Операційна система реального часу OS-9 корпорації Microware System є багатозадачного, розрахованої на багато користувачів операційною системою для вбудованих додатків, що працюють в режимі реального часу [OS-9]. Ця система призначена для роботи в таких системах, як мобільні телекомунікаційні пристрої, що вбудовуються термінали доступу в Інтернет, інтерактивні цифрові телевізійні приставки. OS-9 працює на таких процесорах, як Motorola 68K, ARM / StrongARM, Intel IXP1200 Network Processor, MIPS, PowerPC, Hitachi SuperH, x86 or Intel Pentium, Intel IXC1100 XScale.

Ядро OS-9 є маштабованим, повністю витісняється, підтримує функціонування до 65535 процесів, надає 65535 рівнів пріоритету і забезпечує роботу до 255 користувачів. Ядро OS-9 містить більше 90 системних викликів, які дають можливість керувати динамічним режимом диспетчеризації, розподілом пам'яті, міжпроцесорного комунікацією і т.д. - Аж до управління вбудовуваним в ядро ОС режимом економічного споживання харчування. Характеристики продуктивності ядра: 5,6 мкс - час затримки переривання (Interrupt Latence Time), 14 мкс - час перемикання контексту процесу (для процесора MC68040, 30MHz).

Система введення-виведення ОС підтримує такі формати пристроїв масової пам'яті та основних інтерфейсів периферійних пристроїв: Raw, MS-DOS, True FFS, CardSoft PCMCIA, USB, IrDA.

Середа OS-9 підтримує кілька програмних комунікаційних платформ - mwSoftStax (Microware), Harris & Jeffries, Trillium. Завдяки наявності стандартизованої комунікаційного середовища в OS-9 працюють сучасні і найбільш перспективні комунікаційні протоколи: ISDN, ATM, X.25, MPEG-2, FR, SS7 і т.д.

Графічні засоби в OS-9 представлені різноманітними продуктами - від компактних мінімізованих по ресурсах програмних модулів підтримки графіки Multimedia Applications User Interface (MAUI) фірми Microware до повнофункціональних клієнт-серверних систем графічних G-Windows (GESPAC), XiBase9 GUI (XiSys), MGR (Reccoware).

Корпорація Microware однією з перших ліцензувала Java для вбудованих додатків і є лідером за пропозицією різноманітних засобів та програм в рамках OS-9 для різних класів пристроїв. У OS-9 користувачеві пропонується Java VM, Java-Compiler/JIT, Java-ROMizer, Java Applets Lib, Embedded Java, Personal Java.

У різних областях застосування для портування OS-9 на апаратну платформу виробника використовуються наступні програмні пакети:

OS-9 for Embedded Systems Kit,

OS-9 for Communications Systems,

OS-9 for Consumer Devices (Wireless Devices),

OS-9 for Interactive Digital TV,

OS-9 Java Starter Kit.

В якості інтегрованої крос-середовища розробки додатків для OS-9 корпорація Microware розробила середу Hawk, яка функціонує на платформі MS Windows NT. Hawk є відкритою середовищем і надає стороннім розробникам інструментальних засобів більше сотні API, що дозволяють включати до складу середовища Hawk продукти відомих фірм розробників інструментального ПЗ.

Для потреб спільної програмно-апаратної розробки в Hawk вбудовані засоби для роботи з внутрішньосхемними емуляторами серії visionICE фірми EST. Є кошти налагодження в режимі реального часу.

Для тестування та верифікації ПЗ розроблено засіб верифікації програмного забезпечення CodeTEST (Applied Microsystems), що вбудовуються в Hawk. Це засіб дає можливість здійснювати трасування вбудованого ПЗ та контролювати його характеристики, а також хід виконання тестів і розподіл пам'яті.

14. GRACE-OS

Система GRACE-OS являє собою планувальник CPU в режимі м'якого реального часу для мобільних пристроїв, що виконують, головним чином, мультимедійні програми [YN03]. Система GRACE-OS розроблена в Іллінойському університеті (University of Illinois, Department of Computer Science). При проектуванні системи першочерговими цілями ставилися завдання підтримки якості сервісу і заощадження енергії. Для досягнення поставлених цілей GRACE-OS інтегрує динамічне маштабування напруги в диспетчеризацію на основі моделі м'якого реального часу і визначає, як швидко, коли і як довго має здійснюватися виконання додатків. Планувальник GRACE-OS реалізований всередині ядра Linux, і апробовано на лептопі HP Pavilion.

Планувальник GRACE-OS складається з трьох основних компонентів - профайлера, планувальника SRT (soft real-time) і адаптера швидкості, як показано на рис.11.

Рис.11. Архітектура GRACE-OS

Вдосконалений планувальник виконує планування в режимі м'якого реального часу і динамічне масштабування напруги.

Профайлера здійснює моніторинг коефіцієнта завантаження циклу окремих завдань і автоматично отримує розподіл вірогідності їх запитів всередині циклу в залежності від коефіцієнта завантаження. Планувальник SRT відповідає за виділення циклів завданням і їх планування, забезпечуючи необхідну продуктивність. Планування в режимі м'якого реального часу засноване на статистичних вимогах продуктивності і розподілі запитів кожного завдання. Адаптер швидкості динамічно регулює швидкість CPU, забезпечуючи економію енергії. Він адаптує швидкість виконання кожного завдання на основі розподілу виділяється завданням часу, що забезпечується планувальником SRT, і розподілу запитів, що забезпечується профайлера.

15. C EXECUTIVE

C EXECUTIVE (JMI Software Systems, INC) [CEXEC] - це многозадачное ядро реального часу для вбудованих систем, що працює на 8 - , 16 - і 32-бітових CISC процесорах, на широкому діапазоні RISC процесорів і DSP (Digital Signal Processor). Це ядро забезпечує швидке перемикання контексту, має маленький розмір. Над ядром можна надбудовувати DOS-сумісну файлову систему, TCP / IP і SNMP.

Ядро C EXECUTIVE володіє високим ступенем маштабованості, можна навіть сказати, що маштабованість внутрішньо властива такого ядра, оскільки набір системних викликів компонується з бібліотеки під час створення системи, і виконується екземпляр системи буде містити тільки ті системні виклики, які використовуються конкретним додатком. До того ж таке ядро можна конфігурувати з включенням або без включення квантування часу, генератора тактових імпульсів, сигналів і т.п., дозволяючи, таким чином, здійснювати вкрай високу оптимізацію системної конфігурації для невеликих цільових систем.

Ядра реального часу компанії JMI застосовуються в сотнях вбудованих додатків, включаючи лазерні принтери, електронні касові апарати, медичну апаратуру, пристрої комунікації, військові та космічні програми та інші критичні за часом системи.

16. CMX-RTX

Операційна система CMX-RTX [CMXRTX] є багатозадачного операційною системою реального часу для мікроконтролерів, мікропроцесорів, мікрокомп'ютерів і DSP (Digital Signal Processor). Ця система підтримує вкладені переривання, має малий час перемикання контекстів, низькі часи затримок переривань і вкрай малі розміри. Планувальник завдань і компонент управління переривань написані на мові асемблера для прискорення обчислювального процесу. CMX-RTX має компоненти управління завданнями, подіями, часом, повідомленнями, чергами, ресурсами, семафорами, фіксованими блоками пам'яті, автоматичним вимиканням живлення, асинхронної послідовної передачею даних (UART - universal asynchronous receiver-transmitter), пріоритетними переривань.

16.1 CMX-TINY +

CMX-TINY + [CMXTINY] є багатозадачного операційною системою реального часу для широкого ряду мікропроцесорів і мікрокомп'ютерів, яка створена для розробки додатків, що виконуються під ОСРВ і використовують тільки вбудовується пам'ять процесора. Ця система забезпечує незначно меншу функціональність, ніж система CMX-RTX. Вона створювалася для того, щоб її можна було помістити всередині невеликий бортовий пам'яті RAM (random access memory) в чіпі, яка має розмір 512 байтів і більше.

17. Inferno

Inferno (корпорація Lucent) - це компактна операційна система, створена для побудови розподілених мережевих систем на широкому діапазоні пристроїв та платформ [INFERNO]. Ця система має міжплатформову переносимістю і може виконуватися як для користувача додаток або як незалежна операційна система. Підтримується для більшості широко поширених операційних систем і платформ. Кожна система Inferno надає користувачеві ідентичну середовище розробки незалежно від основної операційної системи чи архітектури, дозволяючи працювати у гомогенній середовищі з безліччю різних платформ.

Inferno - це не просто операційна система; вона також є повноцінною середовищем розробки, забезпечуючи всі кошти, необхідні для створення, налагодження та тестування додатків. Програми, що створюються в середовищі Inferno, пишуться на мові Limbo, який є модульним паралельним мовою програмування з C-подібним синтаксисом. Код на Limbo компілюється в архітектурно-незалежний байт код, який потім може бути виконаний у режимі інтерпретації (або код компілюється оперативно) для цільового процесора. Таким чином, Inferno-додатки виконуються ідентично на всіх Inferno-платформах.

Inferno пропонує повну прозорість ресурсів і даних, застосовуючи якусь систему іменного простору. Ресурси представляються як файли, застосовується один стандартний комунікаційний протокол. Завдяки цьому такі ресурси, як сховища даних, сервіси та зовнішні пристрої, можуть розділятися між різними Inferno-системами. Інтерфейс ресурсу можна імпортувати в локальну систему, і їм можуть користуватися додатки, які не знають, чи є даний ресурс локальним або віддаленим.

Безпека високого рівня також є частиною Inferno-системи. Завдяки тому, що для всієї мережі використовується один стандартний комунікаційний протокол, безпека забезпечується на системному рівні. Inferno пропонує також підтримку аутентифікації, заснованої на шифруванні.