Real-time Operating Systems(RTOS)

Estudiante: Billy Mora Ordoñez A74310

Las aplicaciones de real-time tienen tiempos de respuesta operacionales muy delicados entre eventos que provoquen una acción en el sistema, y el tiempo del mismo sistema para reaccionar a ese evento. Por ello los programadores de estas aplicaciones usan “Sistemas Operativos de real-time(RTOS)” que son sistemas que han sido adaptados y mejorados para satisfacer estos tiempos de respuesta operacional.
El proyecto consiste en hacer una investigación de las opciones de codigo abierto disponibles en el mercado para luego elegir una e instalarla en un raspberry pi y posteriormente crear un código que demuestre las capacidades de real-time.

Puesta en funcionamiento y prueba de un RTOS(“real-time operating system”).

• Realizar una investigación bibliográfica sobre los kernel de linux hechos para real-time y montar una tabla comparativa de sus características y ventajas.
• Instalación y puesta en marcha de la versión seleccionada (con posible parcheo y compilación de un kernel especial).
• Programar prueba en C que demuestre las características de real-time.

Tal vez pensemos que los RTOS deben ser muy complicados o diferentes a los sistemas operativos tradicionales, pero la verdad es que en teoría cualquier sistema operativo tiene capacidades real-time. Nosotros no usamos una computadora esperando que el puntero se mueva treinta segundos después de nuestros movimientos con el mouse, tenemos la expectativa de una respuesta casi inmediata.
La diferencia aquí recae en que hay ciertas aplicaciones del mercado y la tecnología cuyo funcionamiento óptimo depende completamente en requisitos de respuesta operacional muy cortos y delicados; por ello para cumplir con tales requisitos aveces es necesario hacer ciertas modificaciones en el kernel del sistema operativo para eliminar latencias y retrasos de cualquier tipo, o bien diseñar uno que cumpla estas características desde cero.

• Preemptive kernel: consiste en parches al kernel de linux para reducir el tiempo de latencia. Principalmente asignando tiempos cortos de CPU a cada tarea y chequeando constantemente si hay tareas con mayor prioridad o interés.

• Extensiones de hard real-time: agrega un microkernel entre el hardware y el kernel de linux que se encarga de ordenar y ejecutar las operaciones que exijan real-time.

Cuando hablamos de los términos ”hard” o ”soft” en RT, la línea de diferenciación puede ser muy borrosa. Por ejemplo cuando hablamos de “hard real-time” nos referimos a que nuestro sistema informático no solo debe brindar información de calidad, sino que también debe reaccionar y ejecutar sus funciones en un intervalo de tiempo determinado muy corto. Cualquier reacción tardía del sistema se traduce en un fracaso completo y podría tener consecuencias catastróficas como la muerte del usuario o un tercero. Muy pocas aplicaciones de la vida real ocupan estos sistemas, pero podemos encontrarlos en plantas nucleares, sistemas militares de defensa, sistemas de aviación o algunas aplicaciones médicas como marcapasos.
Por otra parte “soft real-time” sería un sistema similar al explicado anteriormente pero con cierta tolerabilidad a errores y tardías debido a que sus consecuencias no son tan críticas, por ejemplo cuando vemos un sistema de sensores sísmicos no hay crisis si algunos cuantos sensores no responden a tiempo, pero entre mas sean estos sensores menor será la calidad de la información.
Ahora, ¿por qué decimos que la línea es muy borrosa? porque hasta los marcapasos tienen cierta tolerabilidad a errores, por lo que no hay diferencias establecidas y estrictas sobre lo que es hard & soft real-time; es más como la diferencia entre frío y caliente, no hay una verdadera línea divisoria pero usted lo sabe cuando lo siente.

Presentación: rtos.pdf