రియల్ టైమ్ ఆపరేటింగ్ సిస్టమ్ (RTOS) అంటే ఏమిటి మరియు ఇది ఎలా పనిచేస్తుంది?

ఆపరేటింగ్ సిస్టమ్ అనే పదాన్ని మేము విన్నప్పుడు, మొదట మన మనస్సులో ల్యాప్‌టాప్‌లు & కంప్యూటర్లలో ఉపయోగించే ఆపరేటింగ్ సిస్టమ్ వస్తుంది. సాధారణంగా, మేము విండోస్ ఎక్స్‌పి, లైనక్స్, ఉబుంటు, విండోస్ 7,8.8.1, మరియు 10 వంటి వివిధ రకాల ఆపరేటింగ్ సిస్టమ్‌లను ఉపయోగిస్తాము. స్మార్ట్‌ఫోన్‌లలో, ఆపరేటింగ్ సిస్టమ్‌లు కిట్‌కాట్, జెల్లీబీన్, మార్ష్‌మల్లో మరియు నౌగాట్ వంటివి. డిజిటల్ ఎలక్ట్రానిక్ పరికరంలో, ఒక విధమైన ఆపరేటింగ్ సిస్టమ్ అభివృద్ధి చేయబడింది మైక్రోకంట్రోలర్ ప్రోగ్రామ్ . ఉన్నాయి వివిధ రకాల ఆపరేటింగ్ సిస్టమ్స్ మైక్రోకంట్రోలర్ కోసం అభివృద్ధి చేయడానికి, కానీ ఇక్కడ మేము రియల్ టైమ్ ఆపరేటింగ్ సిస్టమ్ గురించి చర్చించాము.

రియల్ టైమ్ ఆపరేటింగ్ సిస్టమ్ అంటే ఏమిటి?

RTOS ఒక ఆపరేటింగ్ సిస్టమ్, ఇది రియల్ టైమ్ సిస్టమ్ యొక్క మెదడు మరియు ఇన్పుట్లకు వెంటనే దాని ప్రతిస్పందన. RTOS లో, విధి నిర్దిష్ట సమయం మరియు దాని ప్రతిస్పందనల ద్వారా అనూహ్య సంఘటనలకు able హించదగిన విధంగా పూర్తవుతుంది. RTOS యొక్క నిర్మాణం క్రింద చూపబడింది.

RTOS యొక్క నిర్మాణం

RTOS రకాలు

RTOS యొక్క మూడు రకాలు ఉన్నాయి

• సాఫ్ట్ రియల్ టైమ్ ఆపరేటింగ్ సిస్టమ్
• హార్డ్ రియల్ టైమ్ ఆపరేటింగ్ సిస్టమ్
• దృ real మైన రియల్ టైమ్ ఆపరేటింగ్ సిస్టమ్

RTOS రకాలు

సాఫ్ట్ రియల్ టైమ్ ఆపరేటింగ్ సిస్టమ్

మృదువైన రియల్ టైమ్ ఆపరేటింగ్ సిస్టమ్‌కు కొన్ని గడువులు ఉన్నాయి, తప్పిపోవచ్చు మరియు అవి t = 0 + సమయంలో చర్య తీసుకుంటాయి. మృదువైన రియల్-టైమ్ ఆపరేటింగ్ సిస్టమ్ ఒక రకమైన OS మరియు ఇది తీవ్రమైన నియమాలకు పరిమితం కాదు. ఈ ఆపరేటింగ్ సిస్టమ్ యొక్క క్లిష్టమైన సమయం కొంతవరకు ఆలస్యం అవుతుంది. ఈ ఆపరేటింగ్ సిస్టమ్ యొక్క ఉదాహరణలు డిజిటల్ కెమెరా, మొబైల్ ఫోన్లు మరియు ఆన్‌లైన్ డేటా మొదలైనవి.

సాఫ్ట్ రియల్ టైమ్ ఆపరేటింగ్ సిస్టమ్

హార్డ్ రియల్ టైమ్ ఆపరేటింగ్ సిస్టమ్

ఇది కూడా ఒక రకమైన OS మరియు ఇది గడువు ద్వారా is హించబడింది. గడువు తేదీలు t = 0 సమయంలో ప్రతిస్పందిస్తాయి. ఈ ఆపరేటింగ్ సిస్టమ్ యొక్క కొన్ని ఉదాహరణలు కార్లలో ఎయిర్ బ్యాగ్ నియంత్రణ, యాంటీ-లాక్ బ్రేక్ మరియు ఇంజిన్ కంట్రోల్ సిస్టమ్ మొదలైనవి.

దృ Real మైన రియల్ టైమ్ ఆపరేటింగ్ సిస్టమ్

సంస్థ నిజ సమయంలో, ఒక ఆపరేటింగ్ సిస్టమ్‌కు నిర్దిష్ట సమయ పరిమితులు ఉన్నాయి, అవి కఠినమైనవి కావు మరియు ఇది అవాంఛనీయ ప్రభావాలకు కారణం కావచ్చు. ఈ ఆపరేటింగ్ సిస్టమ్ యొక్క ఉదాహరణలు పారిశ్రామిక ఆటోమేషన్‌లో దృశ్య తనిఖీ.

రియల్ టైమ్ ఆపరేటింగ్ సిస్టమ్‌తో పనిచేస్తోంది

RTOS యొక్క వివిధ రకాల ప్రాథమిక కార్యాచరణలు అనుసరిస్తున్నాయి

• ప్రాధాన్యత ఆధారిత షెడ్యూలర్
• సిస్టమ్ గడియారం అంతరాయ దినచర్య
• నిర్ణయాత్మక ప్రవర్తన
• సమకాలీకరణ మరియు సందేశం
• RTOS సేవ

ప్రాధాన్యత ఆధారిత షెడ్యూలర్

ప్రాధాన్యత-ఆధారిత షెడ్యూలర్‌లో, చాలావరకు RTOS వ్యక్తిగత పనులు లేదా ప్రక్రియలకు 32 మరియు 256 మధ్య ప్రాధాన్యతలను కలిగి ఉంటుంది. ఈ షెడ్యూలర్ ఈ ప్రక్రియను అత్యధిక ప్రాధాన్యతతో అమలు చేస్తుంది. విధి CPU లో నడుస్తుంటే, తదుపరి అత్యధిక ప్రాధాన్యత కలిగిన పని నడుస్తుంది మరియు ప్రక్రియలను కొనసాగిస్తుంది.

వ్యవస్థలో, అత్యధిక ప్రాధాన్యత ప్రక్రియలో CPU ఉంటుంది

• ఇది మూసివేయడానికి నడుస్తుంది
• అసలు పనిని క్రొత్తగా ముందే ఎంప్ట్ చేస్తే అధిక ప్రాధాన్యత గల ప్రక్రియ సిద్ధంగా ఉంటుంది.

విధులు లేదా ప్రక్రియల యొక్క మూడు రాష్ట్రాలు ఉన్నాయి, అవి అమలు చేయడానికి సిద్ధంగా ఉన్నాయి మరియు మరొకటి నిరోధించబడ్డాయి మరియు ప్రతి రాష్ట్రం యొక్క వివరణ క్రింద ఇవ్వబడింది.

అమలు చేయడానికి సిద్ధంగా ఉంది

ప్రాసెస్ చేయడానికి అన్ని వనరులు ఉన్నప్పుడు అమలు చేయడానికి సిద్ధంగా ఉన్నట్లు చెబుతారు, కాని అది నడుస్తున్న స్థితిలో ఉండకూడదు. అప్పుడు దానిని అమలు చేయడానికి సిద్ధంగా ఉన్నట్లు పిలుస్తారు.

నడుస్తోంది

విధిని అమలు చేస్తుంటే, అది నడుస్తున్న స్థితిని కలిగి ఉంటుంది.

నిరోధించబడింది

ఈ స్థితిలో, అమలు చేయడానికి తగినంత వనరులు లేకపోతే, అది నిరోధించబడిన స్థితికి పంపబడుతుంది.

విధిని షెడ్యూల్ చేయడానికి మూడు పద్ధతులు సవరించబడ్డాయి, వాటి వివరణతో అనుసరిస్తున్నారు.

సహకార షెడ్యూల్

ఈ రకమైన షెడ్యూలింగ్‌లో, అమలు పూర్తయ్యే వరకు పని నడుస్తుంది

రౌండ్ రాబిన్ షెడ్యూలింగ్

ఈ షెడ్యూలింగ్‌లో, ప్రతి ప్రక్రియకు నిర్ణీత సమయ స్లాట్ కేటాయించబడుతుంది మరియు ప్రక్రియ దాని అమలును పూర్తి చేయాలి లేదా లేకపోతే పని దాని ప్రవాహం మరియు డేటా ఉత్పత్తిని కోల్పోతుంది.

ప్రీమిటివ్ షెడ్యూలింగ్

ప్రీమెప్టివ్ షెడ్యూలింగ్ ప్రాధాన్యత సమయం-ఆధారిత సమయ కేటాయింపులో ఉంటుంది. సాధారణంగా 256 ప్రాధాన్యతా స్థాయిలు ఉపయోగించబడతాయి మరియు ప్రతి పనికి ప్రత్యేకమైన ప్రాధాన్యత స్థాయి ఉంటుంది. ఎక్కువ ప్రాధాన్యత స్థాయికి మద్దతు ఇచ్చే కొన్ని వ్యవస్థలు ఉన్నాయి మరియు బహుళ పనులకు కొన్ని ప్రాధాన్యతలు ఉన్నాయి.

సిస్టమ్ క్లాక్ ఇంటరప్ట్ రొటీన్

సమయ సున్నితమైన ఆపరేషన్ చేయడానికి RTOS ఒక విధమైన సిస్టమ్ గడియారాలను అందిస్తుంది. 1ms సిస్టమ్ గడియారం ఉంటే, మీరు 50ms లో పనిని పూర్తి చేయాలి. సాధారణంగా, “50ms లో నన్ను మేల్కొలపండి” అని చెప్పడానికి మిమ్మల్ని అనుసరించే API ఉంది. అందువల్ల RTOS మేల్కొనే వరకు పని నిద్ర స్థితిలో ఉంటుంది. మేల్కొన్నది ఆ సమయంలో సరిగ్గా నడుస్తుందని నిర్ధారించలేదని మాకు రెండు నోటీసులు ఉన్నాయి, ఇది ప్రాధాన్యతపై ఆధారపడి ఉంటుంది మరియు అధిక ప్రాధాన్యత ప్రస్తుతం నడుస్తుంటే ఆలస్యం అవుతుంది.

నిర్ణయాత్మక ప్రవర్తన

మీరు 100 టాస్క్‌లు లేదా 10 టాస్క్‌లు తీసుకున్నా, సందర్భాన్ని మార్చడానికి దూరం లో ఎటువంటి తేడాలు ఉండవని మరియు ఇది తదుపరి అత్యధిక ప్రాధాన్యతనిచ్చే పనిని నిర్ణయిస్తుందని రక్షించడానికి RTOS చాలా పొడవుగా కదులుతుంది. ప్రైమ్ ఏరియా డిటర్నిస్టిక్‌లో RTOS అనేది ఇంటరప్ట్ హ్యాండ్లింగ్, ఇంటరప్ట్ లైన్ వాటిని సిగ్నల్ చేసినప్పుడు RTOS వెంటనే సరైన అంతరాయ సేవా దినచర్య యొక్క చర్య తీసుకుంటుంది మరియు అంతరాయం ఏ ఆలస్యం లేకుండా నిర్వహించబడుతుంది.

ప్రాజెక్ట్ యొక్క డెవలపర్లు హార్డ్వేర్ నిర్దిష్ట ISR లను వ్రాస్తారని మేము శబ్దం చేయాలి. ఇంతకు ముందు RTOS సీరియల్ పోర్టులు, సిస్టమ్ గడియారాల కోసం ISR లను ఇస్తుంది మరియు ఇది నెట్‌వర్కింగ్ హార్డ్‌వేర్ కావచ్చు, కానీ పేస్‌మేకర్ సిగ్నల్స్, యాక్యుయేటర్లు మొదలైనవి ఏదైనా ప్రత్యేకమైనవి ఉంటే, RTOS లో భాగం కాదు.

ఇదంతా స్థూల సాధారణీకరణల గురించి మరియు RTOS లో పెద్ద రకరకాల అమలు ఉంది. కొన్ని RTOS భిన్నంగా పనిచేస్తాయి మరియు పై వివరణ ఇప్పటికే ఉన్న RTOS యొక్క పెద్ద భాగానికి సామర్ధ్యం కలిగి ఉంటుంది.

సమకాలీకరణ మరియు సందేశం

సింక్రొనైజేషన్ మరియు మెసేజింగ్ ఒక సిస్టమ్ యొక్క పని మరొక సిస్టమ్కు మధ్య కమ్యూనికేషన్ను అందిస్తుంది మరియు సందేశ సేవలు అనుసరిస్తున్నాయి. ఈవెంట్ ఫ్లాగ్ ఉపయోగించబడే అంతర్గత కార్యకలాపాలను సమకాలీకరించడానికి మరియు మెయిల్‌బాక్స్, పైపులు మరియు సందేశ క్యూలలో మనం ఉపయోగించగల వచన సందేశాలను పంపడం. సాధారణ డేటా ప్రాంతాలలో, సెమాఫోర్స్ ఉపయోగించబడతాయి.

• సెమాఫోర్స్
• ఈవెంట్ జెండాలు
• మెయిల్‌బాక్స్‌లు
• గొట్టాలు
• సందేశ క్యూలు

RTOS సేవ

ఆపరేటింగ్ సిస్టమ్ యొక్క అతి ముఖ్యమైన భాగం కెర్నల్. హార్డ్వేర్ను పర్యవేక్షించడానికి పని నుండి ఉపశమనం పొందాలి మరియు బాధ్యతలు కెర్నల్ నిర్వహిస్తుంది మరియు వనరులను కేటాయించాలి. ప్రతిసారీ విధి CPU దృష్టిని పొందలేకపోతే, కెర్నల్ అందించే కొన్ని ఇతర సేవలు ఉన్నాయి. కిందివి

• సమయ సేవలు
• నిర్వహణ సేవలకు అంతరాయం కలిగించండి
• పరికర నిర్వహణ సేవలు
• మెమరీ నిర్వహణ సేవలు
• ఇన్పుట్-అవుట్పుట్ సేవలు

RTOS యొక్క ప్రయోజనాలు

• అన్ని వనరులు మరియు పరికరాలు క్రియారహితంగా ఉన్నప్పుడు, అప్పుడు RTOS సిస్టమ్ యొక్క గరిష్ట వినియోగాన్ని మరియు ఎక్కువ ఉత్పత్తిని ఇస్తుంది.
• ఒక పని చేస్తున్నప్పుడు లోపం పొందడానికి అవకాశం లేదు ఎందుకంటే RTOS లోపం లేనిది.
• ఈ రకమైన వ్యవస్థలో నిర్వహించడానికి మెమరీ కేటాయింపు ఉత్తమ రకం.
• ఈ రకమైన వ్యవస్థలో, బదిలీ సమయం చాలా తక్కువ.
• ప్రోగ్రామ్ యొక్క చిన్న పరిమాణం కారణంగా, RTOS లో ఉపయోగించబడుతుంది పొందుపర్చిన వ్యవస్థ రవాణా మరియు ఇతరులు వంటివి.

ఈ వ్యాసంలో, రియల్ టైమ్ ఆపరేటింగ్ సిస్టమ్ ఎలా పనిచేస్తుందో చర్చించాము. ఇది చదవడం ద్వారా మీరు కొన్ని ప్రాథమిక సమాచారాన్ని పొందారని నేను ఆశిస్తున్నాను. ఈ వ్యాసానికి సంబంధించి మీకు ఏవైనా ప్రశ్నలు ఉంటే లేదా విద్యుత్ ప్రాజెక్టులను అమలు చేయడానికి , దయచేసి దిగువ విభాగంలో వ్యాఖ్యానించడానికి సంకోచించకండి. మీ కోసం ఇక్కడ ప్రశ్న ఉంది, RTOS యొక్క విధులు ఏమిటి?