Программное обеспечение Real-Time на Windows IoT Enterprise

Windows 10 soft в режиме реального времени — это новая функция с Windows 10 IoT Enterprise, версия 21H2, которая позволяет разработчикам устройств внедрять возможности в режиме реального времени на своих устройствах.

Это поведение в режиме реального времени представлено с помощью 4 ключевых параметров:

1. изоляция ЦП: перемещение системных нарушений от изолированных центральных процессоров, уменьшая потенциальное дрожание для приложения пользователя в режиме реального времени

2. настраиваемые ядра ISR/DPC, закрепленные на изолированных ЦП: все аппаратные прерывания направляются в системные и нереационные ядра, но путем написания пользовательского драйвера ISR/DPC можно направлять конкретные прерывания устройства в ядра реального времени.

3. наследование приоритета для мьютексов: этот параметр гарантирует выполнение потока с наивысшим приоритетом даже в сложных многопоточных сценариях.

4. до 16 уровней приоритета потока RT: это позволяет программисту разделять ресурсы между задачами в режиме реального времени, чтобы обеспечить первое выполнение наиболее важных.

Что такое Real-Time операционная система?

При выполнении программы обычная операционная система дает детерминированные результаты, но позволяет недетерминированному времени завершить задачу. В операционной системе в режиме реального времени как результаты выполнения программы, так и время, необходимое для получения этих результатов, являются детерминированными (по крайней мере частично).

Жесткие Real-Time и Мягкие Real-Time

Жёсткая операционная система реального времени — это та, где время является детерминированным до точного момента. Эти операционные системы развертываются в случаях использования, когда сбой получения результатов вовремя представляет собой общий сбой системы. Примеры включают микро-контроллеры в автомобильном двигателе или самолете, принтерах, лазерных ретерах и т. д. Azure Real-Time ОС является примером такой ОС.

Операционная система мягкого реального времени — это такая система, где выполнение программы завершается в небольшом временном интервале, а не в точно определённый момент, из-за джиттера операционной системы. Системы мягкого реального времени, хотя и менее точные, могут выполняться на нескольких ядрах и накладывать меньше ограничений на приложения. Это тип производительности в режиме реального времени, которую можно ожидать от Windows 10 IoT Enterprise после использования этого руководства.

Когда мне нужна производительность Real-Time?

Производительность в режиме реального времени не обязательно ускоряется. Это просто прогнозируемая производительность. Если вы хотите повысить общую производительность системы — мягкий режим реального времени может не быть лучшим маршрутом для достижения этого. Однако если у вас есть ограничение реального мира (например, вычисление, которое должно быть выполнено до изменения среды робота или двигатель, который должен быть активирован до перемещения конвейерной ленты), то гибкое реальное время может быть тем, что вам подойдет.

Мягкие устройства в режиме реального времени чаще используются в более широком цикле управления для активации поведения с компьютера состояния. Меньшие жесткие циклы управления в реальном времени находятся внутри более широкого цикла и работают на независимых микроконтроллерах, пока система мягкого режима реального времени не предоставит входной сигнал для изменения их поведения. Многие циклы командного управления имеют жесткие требования к времени исполнения и должны использовать устройство жесткого реального времени для прямого управления.

Далее: Настройка устройства для повышения Real-Time производительности