Ngày nay, các thiết bị vi điều khiển và điển hình là đồng hồ thông minh đều sử dụng một hệ điều hành thời gian thực vô cùng phổ biến đó chính là RTOS. Vậy để hiểu rõ RTOS là gì, hãy cùng xem ngay trong bài viết dưới đây nhé!
Bạn đang đọc: RTOS là gì? Khác biệt giữa RTOS với hệ điều hành bình thường
Contents
Giới thiệu về RTOS
RTOS có tên tiếng Anh đầy đủ là Real-time Operating System, là hệ điều hành thời gian thực dùng để phục vụ cho các ứng dụng thời gian, nhằm hỗ trợ khả năng xử lý nhanh và không chịu sự chậm trễ từ bộ đệm.
Phân loại hệ điều hành RTOS
Hệ điều hành RTOS được chia làm 3 loại chính:
- Hard RTOS: Đảm bảo các tác vụ không xảy ra sai sót khi hoàn thành trong thời gian cố định.
- Soft RTOS: Tiến hành các tác vụ đúng thời gian quy định không vượt quá phạm vi quy định.
- Firm RTOS: Đảm bảo luôn thực hiện các tác vụ thành công ngay khi quá thời gian cho phép.
Cơ chế hoạt động của hệ điều hành RTOS
Vì bản chất là một phân đoạn trong chương trình nên hệ điều hành RTOS có nhiệm vụ điều phối, giải quyết các tác vụ, phân mức ưu tiên và tạo bộ lịch.
Thông qua cơ chế hướng sự kiện, hệ điều hành RTOS sẽ điều hướng các tác vụ tùy thuộc theo mức độ ưu tiên. Còn chia sẻ thời gian Time-sharing sẽ đảm nhận việc chuyển đổi để thực hiện tất cả những nhiệm vụ trên.
Các chức năng của hệ điều hành RTOS
Hệ điều hành RTOS có 3 chức năng chính bao gồm:
Scheduler – Bộ lập lịch: Với 3 trạng thái có sẵn
- Chuẩn bị tác vụ – Ready to run
- Tác vụ đang thực thi – Running
- Tác vụ không đủ tài nguyên để xử lý được chuyển hóa và trạng thái khóa – Blocked
Real Time Services – Dịch vụ thời gian thực: Gồm 5 dịch vụ
- 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
Đồng bộ và thông điệp – Synchronization and Messaging: Gồm 3 thông điệp chính
- Đồng hóa quyền truy cập cho các tài nguyên dùng chung – Semaphores
- Đồng hóa hoạt động của các tác vụ phối hợp – Event flags
- Quản lý các thông điệp đã gửi – Mailboxes, Pipes, Message queues
Ưu điểm của RTOS
Hệ điều hành RTOS sở hữu những ưu điểm nổi bật sau đây:
- Chi phí thấp, kích thước nhỏ.
- Độ tin cậy cao, tương đối ổn định.
- Hoạt động được trong thời gian dài mà con người không cần can thiệp.
- Dễ phát hiện lỗi và hầu như không xảy ra lỗi.
- Hiệu suất tốt và không tiêu tốn nhiều tài nguyên hoặc RAM nhờ mức tiêu thụ bộ nhớ thấp.
Tìm hiểu thêm: Những điều bạn chưa biết về sữa tươi thanh trùng
Các ứng dụng của RTOS
Các ứng dụng của hệ điều hành RTOS được sử dụng phổ biến trong nhiều lĩnh vực như: Hệ thống kiểm soát giao thông hàng không, Hệ thống kiểm soát chỉ huy, Hệ thống đặt chỗ của hãng hàng không, Hệ thống đa phương tiện mạng, Thiết bị vi điều khiển, Robot, Thiết bị chăm sóc sức khỏe loT,…
Bên cạnh đó, hệ điều hành RTOS còn được ứng dụng trong một số thiết bị công nghệ hiện đại như đồng hồ thông minh – smartwatch, các sản phẩm vòng tay thông minh của Samsung Galaxy Fit, thiết bị theo dõi sức khỏe chuyên sâu của Samsung,…
Sự khác biệt giữa hệ điều hành RTOS với hệ điều hành bình thường
Hệ điều hành RTOS được thiết kế cho các tác vụ liên quan đến máy móc, công nghệ. Và các tác vụ này yêu cầu phản ứng nhanh của hệ thống, thường được nhúng vào trong các thiết bị vi điều khiển không tương tác giao diện với người dùng.
Còn các hệ điều hành hàng ngày chúng ta hay sử dụng như iOS, Android, Windows, Linux,… Thì cần phải chờ tải khá lâu khi khởi động.
Khi nào bạn cần sử dụng RTOS ?
Hệ điều hành RTOS được sử dụng nhiều khi lập trình ESP8266, ESP32, STM32 và các dòng chip khác. RTOS cũng được sử dụng cho những ứng dụng lớn, ứng dụng nhiều trạng thái máy, ứng dụng liên quan đến các tác vụ xử lý nhanh âm thanh, hình ảnh.
Ngoài ra, RTOS vô cùng hữu dụng khi ứng dụng của người dùng với kích thước chương trình gần lớn hay độ phức tạp tăng lên. Lúc này, RTOS sẽ phát huy hết công dụng của nó là chia nhỏ các thành phần để tiện cho việc quản lý.
Tại sao lại phải dùng RTOS ?
RTOS sở hữu nhiều ưu điểm và mang lại nhiều công dụng cho người dùng như:
- Tài nguyên đơn giản hơn khi được chia sẻ: Ngoại vi MCU và bộ nhớ được yêu cầu phân chia nhờ cung cấp cơ chế
- Dễ debug và phát triển: Dễ dàng hơn cho các thành viên trong nhóm làm việc độc lập, hỗ trợ lập trình viên tránh được những hạn chế như các tương tác với timer, phần cứng,…
- Dễ bảo trì và tăng tính linh động: Nhờ API của RTOS,…
>>>>>Xem thêm: Tiêu chuẩn chống nước IP68 là gì? Khác nhau giữa IP68 và IP67
Qua bài viết RTOS là gì vừa rồi, hy vọng đã mang đến cho bạn nhiều thông tin bổ ích cũng như chọn lựa được hệ điều hành phù hợp với nhu cầu sử dụng. Hẹn gặp lại bạn ở những bài viết sau nhé!
