為何工業(yè)應(yīng)用需要“實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)”

在工業(yè)應(yīng)用場(chǎng)景中，從信號(hào)輸入到任務(wù)處理的時(shí)間確定性一般都需要滿足一定的要求，且越來(lái)越多的設(shè)備需要更低的任務(wù)延時(shí)和更小的抖動(dòng)要求。例如，在一個(gè)機(jī)械臂進(jìn)行加工時(shí)，如果控制指令的更新時(shí)間大于2ms，機(jī)械臂可能就無(wú)法在準(zhǔn)確位置停下，從而降低了產(chǎn)品的加工精度。

實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)最重要的特性，就是系統(tǒng)中的實(shí)時(shí)任務(wù)必須要在一個(gè)可預(yù)期的時(shí)間范圍內(nèi)得到執(zhí)行。當(dāng)一個(gè)高優(yōu)先級(jí)任務(wù)被喚醒執(zhí)行或主動(dòng)執(zhí)行時(shí)，它必須可立即搶占其他任務(wù)得到CPU的執(zhí)行權(quán)，這段時(shí)間必須是可預(yù)期的。也就是說(shuō)，實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)必須保證它的實(shí)時(shí)任務(wù)在那段時(shí)間是確定性的。

哪些工業(yè)場(chǎng)景需要“實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)"

一般而言，常見(jiàn)的工業(yè)控制、工業(yè)網(wǎng)關(guān)、軌道交通、能源電力等工業(yè)場(chǎng)合均需要實(shí)現(xiàn)任務(wù)的高確定性，因此他們都需要一個(gè)穩(wěn)定可靠的“實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)”。

“Linux-RT實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)”為何盛行

Linux內(nèi)核因開(kāi)源、免費(fèi)、功能完善等特性，一直以來(lái)在工業(yè)領(lǐng)域有非常廣泛的應(yīng)用。但由于Linux內(nèi)核本身并不是一個(gè)實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)，而是一個(gè)分時(shí)操作系統(tǒng)，因此在很多工業(yè)應(yīng)用場(chǎng)景中并不能滿足實(shí)時(shí)性要求。

Linux-RT則基于普通Linux內(nèi)核打上了RT PREEMPT補(bǔ)丁，使用Linux內(nèi)核成為硬實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)。PREEMPT_RT補(bǔ)丁的關(guān)鍵是最小化不可搶占的內(nèi)核代碼量，同時(shí)最小化必須更改的代碼量，以便提供這種附加的可搶占性。PREEMPT_RT補(bǔ)丁利用Linux內(nèi)核的SMP功能來(lái)添加這種額外的搶占性，而不需要完整的內(nèi)核重寫。

Linux-RT既讓普通Linux內(nèi)核獲得了的實(shí)時(shí)性，又能和普通Linux具有相同的開(kāi)發(fā)生態(tài)系統(tǒng)，包括相同工具鏈、文件系統(tǒng)和安裝方法，以及相同的POSIX API等。這讓客戶的應(yīng)用程序只需將有實(shí)時(shí)性要求的任務(wù)設(shè)置為實(shí)時(shí)線程，無(wú)實(shí)現(xiàn)性要求的任務(wù)不需要任何改動(dòng)，客戶可用最小的開(kāi)發(fā)工作量，就能使產(chǎn)品滿足實(shí)時(shí)性要求。

Linux-RT滿足了客戶在產(chǎn)品開(kāi)發(fā)中“既要又要”的剛需——既想讓產(chǎn)品滿足實(shí)時(shí)性要求，又想開(kāi)發(fā)簡(jiǎn)單盡量沿用已有的開(kāi)發(fā)功能，從而實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品快速上市的期望，因此Linux-RT在工業(yè)應(yīng)用中十分盛行。目前，TI、NXP、Xilinx、全志、瑞芯微等國(guó)內(nèi)外知名工業(yè)處理器原廠，已經(jīng)在其主流工業(yè)處理器中適配或正在適配Linux-RT實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)，例如TI AM62x、AM335x等，全志T3、A40i、T113-i等。

全志國(guó)產(chǎn)平臺(tái)T113-i的Linux-RT實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)

通過(guò)高性能ARM處理器平臺(tái)運(yùn)行Linux-RT實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)，可幫助研發(fā)工程師大幅提生系統(tǒng)開(kāi)發(fā)效率，從而使客戶可完成產(chǎn)品的快速上市。

通過(guò)對(duì)創(chuàng)龍科技全志國(guó)產(chǎn)平臺(tái)T113-i（SOM-TL113工業(yè)核心板）的Linux-RT實(shí)時(shí)性數(shù)據(jù)進(jìn)行測(cè)試，可看到Linux-RT內(nèi)核與普通Linux內(nèi)核相比，系統(tǒng)延時(shí)更加穩(wěn)定，平均延時(shí)、最大延時(shí)更低，系統(tǒng)實(shí)時(shí)性更佳。

T113-iLinux-RT內(nèi)核測(cè)試結(jié)果

T113-iLinux內(nèi)核測(cè)試結(jié)果

99元超低成本 + 全國(guó)產(chǎn) + Linux-RT，讓您的產(chǎn)品如虎添翼

創(chuàng)龍科技SOM-TLT113工業(yè)核心板基于全志最新一代22nm國(guó)產(chǎn)工業(yè)處理器T113-i設(shè)計(jì)，雙核ARM-Cortex A7@1.2GHz。令人驚喜的是，如此高性能的工業(yè)核心板批量含稅僅99元起售，且國(guó)產(chǎn)化率100%。

對(duì)于眾多工業(yè)用戶而言：

◆ 僅99元的超低成本，即可使用雙核1GHz+工業(yè)級(jí)全國(guó)產(chǎn)ARM平臺(tái)；

◆ 僅99元的超低成本，即可使用適配Linux-RT實(shí)時(shí)系統(tǒng)的工業(yè)級(jí)全國(guó)產(chǎn)ARM平臺(tái)；

可輕松應(yīng)對(duì)工業(yè)中各種實(shí)時(shí)要求場(chǎng)景，在成本與性能間取得良好平衡。因此，低成本+ 全國(guó)產(chǎn)+ Linux-RT，讓客戶的產(chǎn)品如虎添翼。

簡(jiǎn)而言之——性價(jià)比，高！

T113-i工業(yè)核心板

T113-i工業(yè)評(píng)估板資源框圖