实时操作系统的特点_实时操作系统的组成

　　实时操作系统概述

　　实时操作系统（RTOS）是指当外界事件或数据产生时，能够接受并以足够快的速度予以处理，其处理的结果又能在规定的时间之内来控制生产过程或对处理系统做出快速响应，调度一切可利用的资源完成实时任务，并控制所有实时任务协调一致运行的操作系统。

　　实时操作系统是保证在一定时间限制内完成特定功能的操作系统。实时操作系统有硬实时和软实时之分，硬实时要求在规定的时间内必须完成操作，这是在操作系统设计时保证的；软实时则只要按照任务的优先级，尽可能快地完成操作即可。我们通常使用的操作系统在经过一定改变之后就可以变成实时操作系统。

　　实时操作系统的特点

　　1）高精度计时系统

　　计时精度是影响实时性的一个重要因素。在实时应用系统中，经常需要精确确定实时地操作某个设备或执行某个任务，或精确的计算一个时间函数。这些不仅依赖于一些硬件提供的时钟精度，也依赖于实时操作系统实现的高精度计时功能。

　　2）多级中断机制

　　一个实时应用系统通常需要处理多种外部信息或事件，但处理的紧迫程度有轻重缓急之分。有的必须立即作出反应，有的则可以延后处理。因此，需要建立多级中断嵌套处理机制，以确保对紧迫程度较高的实时事件进行及时响应和处理。

　　3）实时调度机制

　　实时操作系统不仅要及时响应实时事件中断，同时也要及时调度运行实时任务。但是，处理机调度并不能随心所欲的进行，因为涉及到两个进程之间的切换，只能在确保“安全切换”的时间点上进行，实时调度机制包括两个方面，一是在调度策略和算法上保证优先调度实时任务；二是建立更多“安全切换”时间点，保证及时调度实时任务。

　　实时操作系统的组成

　　实时系统由软件和硬件两部分组成。软件部分包括LabVIEW、RT引擎，以及LabVIEW项目和VI。硬件部分包括主机和RT终端。实时系统各个部分的介绍如下。

　　主机

　　主机是装有LabVIEW和LabVIEW Real-Time模块的计算机，在主机上开发实时系统的VI。开发实时系统VI后，可将VI下载到RT终端上。主机上可运行与RT终端交互的VI，作为用户界面。

　　LabVIEW

　　用户在主机上通过LabVIEW开发VI。Real-Time模块扩展了LabVIEW的功能，提供了创建、调试和部署确定性VI的额外工具。

　　LabVIEW项目

　　使用LabVIEW项目将LabVIEW文件和非LabVIEW文件组合，创建独立的实时应用程序，然后将VI和其它文件下载或部署到RT终端上。保存项目时，LabVIEW会创建一个项目文件（.lvproj），其中包括对项目中文件的引用、配置信息、生成信息以及部署信息等。

　　RT引擎

　　RT引擎是在RT终端上运行的LabVIEW。RT引擎运行下载至RT终端的VI。RT引擎具有实时性，因为：

　　RT引擎在实时操作系统（RTOS）上运行，这保证了LabVIEW执行系统和其它服务均为实时操作。

　　RT引擎在RT系列硬件上运行。RT终端仅用于运行RT应用程序所需的VI和设备驱动，避免其它应用程序干扰RT VI的运行。

　　RT终端不使用虚拟内存，因为虚拟内存可能会造成不可预期的结果。

　　RT终端

　　RT终端指运行RT引擎和VI的RT系列硬件。联网RT系列设备是具有嵌入式处理器和实时操作系统的硬件平台，实时操作系统用于用于RT引擎和VI。可使用单独的主机通过以太网与联网RT设备的控制VI进行通信。联网RT系列设备的范例如下：

　　NI RT系列PXI控制器－安装在NI PXI机箱中的联网设备，与机箱中的NI PXI模块通信。可编写VI，使用PXI机箱中所有PXI模块、SCXI模块和其它信号调理设备的I/O功能。RT引擎也支持RT系列PXI控制器的功能。关于RT引擎支持的特定网络设备的功能，请参考NI网站上的LabVIEW Real-Time支持页。

　　NI CompactRIO系列－可重配置的控制和采集系统，高速可靠。

　　NI RT系列FP和cFP－运行ETS实时操作系统的网络设备。

　　NI 1450系列紧凑型视觉系统－易用的分布式实时图像系统，通过IEEE 1394摄像头采集、处理和显示图像。

　　台式机RT终端－配置RT引擎的台式机。关于将台式计算机配置为联网RT终端的详细信息，请参考将台式计算机作为RT终端与RT终端配合使用。

　　注： LabVIEW帮助中不包含硬件相关的信息。关于设备的详细信息，请参考特定的设备文档。

　　USB存储设备

　　Real-Time模块支持在RT终端上使用USB存储设备，例如，闪存盘、USB硬盘。将外部USB存储设备连接至RT终端的USB端口，然后通过RT终端运行的VI访问这些设备。

　　把闪存盘插入RT系统时，闪存盘会被自动分配盘符U：。每个新增的驱动器都会被分配一个盘符，盘符为下一个可用的字母。例如，V：、W：、X：，等等。