實時操作系統(tǒng)概述

　　實時操作系統(tǒng)（RTOS）是指當外界事件或數(shù)據(jù)產(chǎn)生時，能夠接受并以足夠快的速度予以處理，其處理的結果又能在規(guī)定的時間之內(nèi)來控制生產(chǎn)過程或對處理系統(tǒng)做出快速響應，調(diào)度一切可利用的資源完成實時任務，并控制所有實時任務協(xié)調(diào)一致運行的操作系統(tǒng)。

　　實時操作系統(tǒng)是保證在一定時間限制內(nèi)完成特定功能的操作系統(tǒng)。實時操作系統(tǒng)有硬實時和軟實時之分，硬實時要求在規(guī)定的時間內(nèi)必須完成操作，這是在操作系統(tǒng)設計時保證的；軟實時則只要按照任務的優(yōu)先級，盡可能快地完成操作即可。我們通常使用的操作系統(tǒng)在經(jīng)過一定改變之后就可以變成實時操作系統(tǒng)。

　　實時操作系統(tǒng)的特點

　　1）高精度計時系統(tǒng)

　　計時精度是影響實時性的一個重要因素。在實時應用系統(tǒng)中，經(jīng)常需要精確確定實時地操作某個設備或執(zhí)行某個任務，或精確的計算一個時間函數(shù)。這些不僅依賴于一些硬件提供的時鐘精度，也依賴于實時操作系統(tǒng)實現(xiàn)的高精度計時功能。

　　2）多級中斷機制

　　一個實時應用系統(tǒng)通常需要處理多種外部信息或事件，但處理的緊迫程度有輕重緩急之分。有的必須立即作出反應，有的則可以延后處理。因此，需要建立多級中斷嵌套處理機制，以確保對緊迫程度較高的實時事件進行及時響應和處理。

　　3）實時調(diào)度機制

　　實時操作系統(tǒng)不僅要及時響應實時事件中斷，同時也要及時調(diào)度運行實時任務。但是，處理機調(diào)度并不能隨心所欲的進行，因為涉及到兩個進程之間的切換，只能在確?！鞍踩袚Q”的時間點上進行，實時調(diào)度機制包括兩個方面，一是在調(diào)度策略和算法上保證優(yōu)先調(diào)度實時任務；二是建立更多“安全切換”時間點，保證及時調(diào)度實時任務。

　　實時操作系統(tǒng)的組成

　　實時系統(tǒng)由軟件和硬件兩部分組成。軟件部分包括LabVIEW、RT引擎，以及LabVIEW項目和VI。硬件部分包括主機和RT終端。實時系統(tǒng)各個部分的介紹如下。

　　主機

　　主機是裝有LabVIEW和LabVIEW Real-Time模塊的計算機，在主機上開發(fā)實時系統(tǒng)的VI。開發(fā)實時系統(tǒng)VI后，可將VI下載到RT終端上。主機上可運行與RT終端交互的VI，作為用戶界面。

　　LabVIEW

　　用戶在主機上通過LabVIEW開發(fā)VI。Real-Time模塊擴展了LabVIEW的功能，提供了創(chuàng)建、調(diào)試和部署確定性VI的額外工具。

　　LabVIEW項目

　　使用LabVIEW項目將LabVIEW文件和非LabVIEW文件組合，創(chuàng)建獨立的實時應用程序，然后將VI和其它文件下載或部署到RT終端上。保存項目時，LabVIEW會創(chuàng)建一個項目文件（.lvproj），其中包括對項目中文件的引用、配置信息、生成信息以及部署信息等。

　　RT引擎

　　RT引擎是在RT終端上運行的LabVIEW。RT引擎運行下載至RT終端的VI。RT引擎具有實時性，因為：

　　RT引擎在實時操作系統(tǒng)（RTOS）上運行，這保證了LabVIEW執(zhí)行系統(tǒng)和其它服務均為實時操作。

　　RT引擎在RT系列硬件上運行。RT終端僅用于運行RT應用程序所需的VI和設備驅動，避免其它應用程序干擾RT VI的運行。

　　RT終端不使用虛擬內(nèi)存，因為虛擬內(nèi)存可能會造成不可預期的結果。

　　RT終端

　　RT終端指運行RT引擎和VI的RT系列硬件。聯(lián)網(wǎng)RT系列設備是具有嵌入式處理器和實時操作系統(tǒng)的硬件平臺，實時操作系統(tǒng)用于用于RT引擎和VI?？墒褂脝为毜闹鳈C通過以太網(wǎng)與聯(lián)網(wǎng)RT設備的控制VI進行通信。聯(lián)網(wǎng)RT系列設備的范例如下：

　　NI RT系列PXI控制器－安裝在NI PXI機箱中的聯(lián)網(wǎng)設備，與機箱中的NI PXI模塊通信。可編寫VI，使用PXI機箱中所有PXI模塊、SCXI模塊和其它信號調(diào)理設備的I/O功能。RT引擎也支持RT系列PXI控制器的功能。關于RT引擎支持的特定網(wǎng)絡設備的功能，請參考NI網(wǎng)站上的LabVIEW Real-Time支持頁。

　　NI CompactRIO系列－可重配置的控制和采集系統(tǒng)，高速可靠。

　　NI RT系列FP和cFP－運行ETS實時操作系統(tǒng)的網(wǎng)絡設備。

　　NI 1450系列緊湊型視覺系統(tǒng)－易用的分布式實時圖像系統(tǒng)，通過IEEE 1394攝像頭采集、處理和顯示圖像。

　　臺式機RT終端－配置RT引擎的臺式機。關于將臺式計算機配置為聯(lián)網(wǎng)RT終端的詳細信息，請參考將臺式計算機作為RT終端與RT終端配合使用。

　　注： LabVIEW幫助中不包含硬件相關的信息。關于設備的詳細信息，請參考特定的設備文檔。

　　USB存儲設備

　　Real-Time模塊支持在RT終端上使用USB存儲設備，例如，閃存盤、USB硬盤。將外部USB存儲設備連接至RT終端的USB端口，然后通過RT終端運行的VI訪問這些設備。

　　把閃存盤插入RT系統(tǒng)時，閃存盤會被自動分配盤符U：。每個新增的驅動器都會被分配一個盤符，盤符為下一個可用的字母。例如，V：、W：、X：，等等。