Oprogramowanie Real-Time na Windows IoT Enterprise

System Windows 10 soft real-time to nowa funkcja z systemem Windows 10 IoT Enterprise w wersji 21H2, która umożliwia twórcom urządzeń wprowadzanie miękkich funkcji czasu rzeczywistego na swoich urządzeniach.

To zachowanie w czasie rzeczywistym jest wprowadzane za pomocą 4 kluczowych ustawień:

1. izolacja CPU: migruje zakłócenia na poziomie systemowym z izolowanych CPU, co zmniejsza potencjalne opóźnienia w aplikacji czasu rzeczywistego użytkownika

2. niestandardowe przypinanie ISR/DPC na izolowanych procesorach CPU: wszystkie przerwania sprzętowe są kierowane do systemu i rdzeni innych niż w czasie rzeczywistym, ale pisząc niestandardowy sterownik ISR/DPC, można kierować konkretne przerwania urządzenia do rdzeni czasu rzeczywistego.

3. Dziedziczenie priorytetu dlamutexes: to ustawienie zapewnia wykonywanie wątku o najwyższym priorytcie, nawet w złożonych scenariuszach wielowątowych.

4. do 16 poziomów priorytetu wątku RT: dzięki temu programista może rozdzielić zasoby między zadaniami w czasie rzeczywistym, aby zapewnić, że najważniejsze są wykonywane jako pierwsze.

Co to jest system operacyjny Real-Time?

Podczas uruchamiania programu normalny system operacyjny daje deterministyczne wyniki, ale pozwala na niedeterministyczny czas wykonania zadania. W systemie operacyjnym w czasie rzeczywistym zarówno wyniki wykonywania programu, jak i czas potrzebny na uzyskanie tych wyników są (przynajmniej częściowo) deterministyczne.

Hard Real-Time vs. Soft Real-Time

Twardy system operacyjny w czasie rzeczywistym jest taki, w którym czas potrzebny jest deterministyczny do dokładnego momentu. Te systemy operacyjne są wdrażane w przypadkach użycia, w których niepowodzenie pobierania wyników w czasie oznacza całkowitą awarię systemu. Przykłady obejmują mikrokontrolery w silniku samochodowym lub samolocie, drukarki, frezy laserowe itp. System operacyjny Azure Real-Time jest przykładem takiego systemu operacyjnego.

Miękki system operacyjny czasu rzeczywistego jest taki, w którym istnieje niewielkie okno czasu na ukończenie programu, a nie dokładny moment z powodu niewielkich wahań w systemie operacyjnym. Miękkie systemy czasu rzeczywistego, choć mniej precyzyjne, mogą być uruchamiane na wielu rdzeniach i nakładać mniej ograniczeń na aplikacje. Jest to typ wydajności w czasie rzeczywistym, którego można oczekiwać od systemu Windows 10 IoT Enterprise po użyciu tego przewodnika.

Kiedy potrzebuję wydajności Real-Time?

Wydajność w czasie rzeczywistym niekoniecznie jest szybsza. Jest to po prostu przewidywalna wydajność. Jeśli chcesz uzyskać lepszą ogólną wydajność systemu — miękkie środowisko w czasie rzeczywistym może nie być najlepszą trasą do jego osiągnięcia. Jeśli jednak masz rzeczywiste ograniczenie czasowe (takie jak obliczenie, które należy wykonać przed zmianą środowiska robota albo silnik, który musi zostać uruchomiony przed poruszeniem przenośnika taśmowego), to miękkie systemy czasu rzeczywistego mogą być tym, czego potrzebujesz.

Urządzenia miękkiego czasu rzeczywistego są częściej używane w szerszej pętli sterowania do wyzwalania zachowań z maszyny stanu. Mniejsze twarde pętle sterowania w czasie rzeczywistym znajdują się w szerszej pętli i działają na niezależnych mikrokontrolerach, dopóki maszyna miękka w czasie rzeczywistym przekazuje dane wejściowe, aby wpływać na ich zachowanie. Wiele pętli sterowania i kontroli ma wysokie wymagania dotyczące czasu cyklu i musi używać urządzenia do twardego przetwarzania w czasie rzeczywistym w pętli do bezpośredniej kontroli.

Następnie: Jak skonfigurować urządzenie pod kątem wydajności Real-Time