Операционные системы реального времени

И.Б. Бурдонов, А.С. Косачев, В.Н. Пономаренко
Препринт Института системного программирования РАН

Назад Оглавление Вперёд

5. Сводные таблицы характеристик свойств ОСРВ

Ниже следуют 4 таблицы.

ОСРВ	Архитектура	Предсказуемая производительность реального времени	Что реализует микроядро, размер (мин., мах.)
VxWorks	Клиент-сервер, микроядро WIND Microkernel	Приоритетное планирование в двух вариантах, наследование приоритетов	Многозадачность, планирование, переключение контекста, взаимодействие /синхронизация задач, управление разделяемой и динамической памятью, управление прерываниями
QNX	Клиент-сервер, микроядро и взаимодействующие процессы	Приоритетное планирование с выбором методов планирования. Наследование приоритетов	Потоки, сигналы, передача сообщений, синхронизация, планирование, временные сервисы
Windows CE	Модульная с ядром и необязательными компонентами	Приоритетное планирование
pSOS	Клиент-сервер, отсутствует протокол взаимодействия на основе сообщений, вместо него исппользуется программная шина	Приоритетное планирование, отсутствует наследование приоритетов
ChorusOS	Многослойная	Приоритетное планирование, мъютексы реального времени, таймеры с высокой разрешающей способностью, MIPC	Многозадачность, поддержка акторов, управление потоками, управление LAP, управление исключительными ситуациями, минимальное управления прерываниями
OSE	Многослойная	Приоритетное планирование, механизм предотвращения инверсии приоритетов	Приоритетное планирование, асинхронная передача сообщений, управление памятью, размер – 6К, 80К
OS-9		Приоритетное планирование, механизм предотвращения инверсии приоритетов	размер – 128К, 4MB
C EXECUTIVE			размер – 5К, 22К
CMX-RTX		Приоритетное планирование, механизм предотвращения инверсии приоритетов	размер – 1К, 6К
Inferno
INTEGRITY		Приоритетное планирование, механизм предотвращения инверсии приоритетов	размер –70К
INtime
LynxOS			размер –280К, 4М
Nucleus
RTX		Приоритетное планирование, наследование приоритетов
CORTEX
DeltaOS			размер – 10К

ОСРВ	Распределенная обработка	Сетевые протоколы	Файловые системы
VxWorks		TCP/IP, FTP, SMTP, NFS, PPP, RPC, Telnet, BSD 4.4 TCP/IP networking,IP, IGMP, CIDR, TCP, UDP, ARP, RIP v.1/v.2, Standard Berkeley sockets, zbufs, SLIP, CSLIP, BOOTP, DNS, DHCP, TFTP, NFS, ONC RPC, WindNet SNMP v.1/v.2c with MIB compiler - optional, WindNet OSPF	DOS-FS, NFS, TrueFFS
QNX	Прозрачный доступ к удаленным ресурсам. Упрощенное проектирование отказоустойчивых кластеров	TCP/IP, FTP, SMTP, SNMP, NFS, PPP, ATM, ISDN, RPC, Telnet, Bootp, tiny TCP/IP	RAM, Flash, QNX, Linux, DOS, CD-ROM, DVD, NFS, CIFS
Windows CE
PSOS
ChorusOS	Прозрачный доступ к удаленным ресурсам	IPv4, IPv6, PPP, NTP, BFP, DHCP NFS, RPC, LDAP, FTP, Telnet	UFS, FIFOFS, NFS, MSDOSFS, ISOFS, PROCFS, PDEVFS
OSE	Прозрачный доступ к удаленным ресурсам	TCP/IP, FTP, SMTP, SNMP, PPP, ATM, ISDN, X25, Telnet, Bootp, http-server, FTP/TFTP, NTP, various routing protocols	FAT, VFAT, FAT32
OS-9		TCP/IP, FTP, SMTP, SNMP, NFS, PPP, ATM, ISDN, X25, RPC, Telnet, Bootp, 802.11
C EXECUTIVE		TCP/IP, SNMP, PPP, SNMP
CMX-RTX		TCP/IP, FTP, SMTP, SNMP, NFS, PPP, Telnet, Bootp
Inferno		TCP/IP, FTP, PPP, Telnet, Bootp
INTEGRITY		TCP/IP, FTP, SMTP, SNMP, NFS, PPP, ATM, X25, RPC, Telnet, Bootp, http, pop3, IGMP, UDP, ARP, RIP, sockets, zero-copy stack, tftp
Intime		TCP/IP
LynxOS		TCP/IP, SNMP, NFS
Nucleus		TCP/IP, SMTP, SNMP, PPP, Telnet
RTX		TCP/IP, все протоколы, поддерживаемые в. Windows
CORTEX		TCP/IP
DeltaOS		TCP/IP, FTP, SMTP, PPP, WAP, HTTP, HTML, XML, OSPF2, RIP2, CORBA

ОСРВ	POSIX	Среда разработки	Целевые платформы
VxWorks	POSIX 1003.1, .1b, .1c (включая pThreads)		x86, PowerPC, ARM, MIPS, 68K, CPU 32, ColdFire, MCORE, Pentium, i960, SH, SPARC, NEC V8xx, M32 R/D, RAD6000, ST 20, TriCore
QNX	POSIX 1003.1-2001, с потоками и расширенным. РВ	Windows, Solaris, Self-Hosted, QNX4, Linux	ARM, MIPS, PowerPC, SH4, Strong ARM, XScale, x86
Windows CE			ARMV4, SH3, SH4, MIPS, X86
pSOS
ChorusOS	POSIX-сигналы, сигналы реального времени, потоки, таймеры, очереди сообщений, семафоры. сокеты, разделяемая память		UltraSPARC II (CP1500 и CP20x0), Intel x86, Pentium, Motorola PowerPC 750 и 74x0 (mpc7xx), Motorola PowerQUICC I (mpc8xx) и PowerQUICC II (mpc8260)
OSE		Windows, Solaris, Linux	PowerPC, ARM, MIPS, StrongARM, Intel IXP2400, TI OMAP ARM7/C55, PowerQUICC, XScale, M-Core, Coldfire, Infineon C16x, Xc16x, E-Gold, Tricore, NEC V850, Atmel AVR, Mitusbishi M16C, Intel 8051, DSPs (TI C5/C6, Starcore, Agere 16k, LSI Logic ZSP, TigerShark, ST Micro)
OS-9		Windows	Motorola 68K, ARM/StrongARM, Intel IXP1200 Network Processor, MIPS, PowerPC, Hitachi SuperH, x86 or Intel Pentium, Intel IXC1100 XScale
C EXECUTIVE		Windows, Solaris	x86, PowerPC, ARM, MIPS, 68K, i960,SH,TI
CMX-RTX		Windows	x86, PowerPC, ARM, MIPS, практически все 8-, 16-, 32-бит. процессоры
Inferno		Windows, Solaris, Linux	x86, PowerPC, ARM, MIPS, Sparc
INTEGRITY	POSIX 1003.1-2003	Windows, Solaris, Linux, HPUX	x86, PowerPC, ARM, MIPS, ColdFire, StrongARMXScale
INtime		Windows	x86
LynxOS	POSIX.1/.1b/.1c	Sun Solaris, SunOS, RS6000, LynxOS Native/Hosted	x86, 68k, PPC, microSPARC, microSPARC II, PA-RISC
Nucleus		Windows	x86, PowerPC, ARM, MIPS, Nios, Nios II, ColdFire, 68k, H8S, SH, DSP, OMAP, XScale, MCore
RTX		Windows	x86
CORTEX		Windows, Solaris, Linux	Hitach H8/300H, H8/S и SH-1/2/3, TI TMS320C3X, POSIX.4 ( SUN SPARC)
DeltaOS		Windows, Linux	x86, PowerPC, ARM, MIPS, Dragonball

Таблица 1. Характеристики ОСРВ

 

ОСРВ	Модель	Число уровн. приор.	Мах. число задач	Политики планирования	Состояния процесса/потока	Механизмы синхронизации/ взаимодействия
VxWorks	Задачи имеют 1 поток, все задачи выполняются в одном адресном пространстве без какой-либо защиты. Компонент VxVMI дает возможность каждой задаче выполняться в собственном. адресном пространстве	256	Ограничено размером доступной памяти	POSIX и Wind планирование, каждый вариант имеет Preemptive priority и Round-robin	9	семафоры, мьютексы, условные переменные, флаги событий, POSIX-сигналы, очереди сообщений, почтовые ящики
QNX	процессы/потоки	64	4095 процессов, в каждом процессе до 32767 потоков	FIFO с приоритетами, циклическое, адаптивное, спорадическое планирование	14	передача сообщений (очереди и почтовые. ящики), семафоры, мьютексы, флаги событий, сигналы POSIX
Windows CE	процессы/потоки, нити (fiber), неуправляемые ядром	256	32 процесса, число потоков внутри процесса ограничено доступной RAM	с приоритетами, циклическое между потоками на одном приоритетном уровне, если квант установлен в 0, поток выполняется до завершения	5: выполняется (running), приостановлен (suspended), спящий (sleeping), заблокирован (blocked), завершен (terminated)	критические секции, мьютексы, семафоры, условные переменные, события, передача сообщений (очереди, почтовые ящики), сигналы POSIX
pSOS	только потоки	256	Ограничено памятью	FIFO с приоритетами, циклическое	4: создан (created), готов (ready), выполняется (running), заблокирован (blocked)	семафоры, флаги событий, сигналы POSIX, очереди сообщений
ChorusOS	процессы/акторы/потоки			FIFO с приоритетами, циклическое, планирование реального времени, опция одновремен. выполнения различных политик планирования, возможность создания собственного планировщика		мьютексы, мьютексы реального времени, семафоры, флаги событий, LAP (Local Access Point), IPC (Inter-Process Communication) – сообщения, порты, группы портов, MIPC (почтовые. ящики), разделяемая память, очереди сообщений
OSE		32		FIFO с приоритетами
OS-9	процессы/потоки	65535		С приоритетами
C EXE-CUTIVE		32000		FIFO с приоритет., квантование времени
CMX-RTX				FIFO с приоритет., циклическое с приоритетами
INTEG-RITY		255		циклическое с приоритетами,ARINC 653		семафоры, мьютексы,
INtime		255		FIFO с приоритетами, циклическое с приоритетами
LynxOS		512		FIFO с приоритетами, циклическое с приоритетами, фиксированные приоритеты, квантование времени, динамические приоритеты
RTX		128
CORTEX		62		FIFO с приоритетами, циклическое с приоритетами, разделение времени, другие		мьютексы и условия, мониторы и условия, вычислительные семафоры, события
DeltaOS		256

Таблица 2. Характеристики многозадачной обработки

 

ОСРВ	Модель защиты	Поддержка MMU	Виртуаль-ная память	Подкачка	Вызов стр. по запросу
VxWorks	-без защиты -защита виртуальной памяти (VxVMI)	не требуется, но поддерживается для VxVMI	да (для VxVMI)	нет	нет
QNX	защита виртуальной памяти	Да	да	да	нет
Windows CE	- защита виртуальной памяти - без защиты	да или нет (зависит от конфигурации)	да	да, но можно запретить	да, но можно запретить
pSOS	- без защиты, - защита кода, данных и пространства стека с помощью библиотечных функций (2 варианта –регионы и разделы)	не требуется	нет	нет	нет
ChorusOS	-без защиты, -защищенная память, -защита виртуальной памяти	да или нет (зависит от конфигурации)	да	да	да
OSE		Да
OS-9		Да
C EXEC-UTIVE		Нет
CMX-RTX		Да
INTEG-RITY		Да
INtime		Да
LynxOS		Да
RTX		Да

Таблица 3. Характеристики управления памятью

 

ОСРВ	Управление прерываниями				Управление временем
	Прерывания	Контекст	Стек	Взаимодействие прерываний с задачами
VxWorks	Вложенные, с приоритетами	Обработчики прерываний выполняются в отдельном контексте	Специальный стек для прерываний. Если архитектура этого не позволяет, то используется стек прерванной задачи	Рразделяемая память и циклические. буфера, семафоры, очереди сообщений, каналы, сигналы	Часы (clock), интервальный таймер
QNX	Вложенные, с приоритетами	Прерывание обрабатывается в контексте потока	Прерывание имеет свой собственный стек	Сигналы и импульсы	Часы (clock), интервальный таймер
Windows CE	Вложенные, с приоритетамиIST используется для обработки большинства прерываний	ISR выполняется. в специальном контексте, при этом ISR использует виртуальные адреса, статическое. отображение. OEM. IST выступает как обычный поток приложения и имеет свой собственный контекст и приоритет.	IST выступает как обычный поток приложения и имеет свой собственный стек	Из ISR можно подать сигнал в IST только с помощью события. OEM может создать область разделяемой памяти с помощью статического отображения области памяти в адресное пространство ISR.	Часы (clock), интервальный таймер
pSOS	Вложенные, с приорите-тами	Прерывание выполняется в контексте потока	Стек ядра или стек прерывания в зависимости от целевой платформы	Через объекты взаимодействия и синхронизации	Часы (clock), интервальный таймер
ChorusOS		Обработчики прерываний выполняются в отдельном контексте		Флаги событий, MIPC	Универсальное интервальное время, виртуальный таймер, универсальное. время. часы истинного времени, сторожевой таймер, оценочный таймер

Таблица 4. Характеристики управления прерываниями, синхронизацией и временем различных ОСРВ

 

Назад Оглавление Вперёд