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三大国产实时操作系统RTOS

2022/12/06 作者:步日欣
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文 | 步日欣

提到操作系统,除了我们熟悉的桌面操作系统、服务器操作系统和嵌入式操作系统,还有一个非常重要的分支,就是“实时操作系统”,在对系统稳定性和实时性要求高的领域,比如军事、工业、汽车等,发挥着核心作用。

因为是工业、军工等领域,所以对于普通用户距离有点儿远。之前我们工业相关领域,甚至军工行业,用的实时操作系统主要是国外产品,以风河公司的VxWorks为代表。

注:2022年,汽车Tier1巨头安波福(Aptiv)以43亿美元收购风河公司(Wind River),在“软件定义一切”的大背景下,引起了业界广泛关注。

有实时操作系统,就有非实时操作系统。

两类操作系统的主要区别在于任务调度处理方式不同,非实时操作系统采用的是基于时间片的任务调度方式,而实时操作系统采用的是基于任务优先级的任务调度方式。

优先级的意义在于,必须保证重要的任务优先被执行。这和办公和娱乐应用中,各种应用任务平等对待的理念并不相同。

当然优先级这个事情也不是绝对的,目前非实时操作系统对于进程的调度,也会融入优先级的算法,差异只是彻底性的问题

实时操作系统是彻底基于优先级,一旦有优先级高的任务出现,可以无条件的,抢占任何正在执行的,低优先级的进程。而基于基于时间片的调度方式的非实时操作系统,就没有这么彻底了,即便有优先级,也得让正在执行的任务完成当前时间片,再优先分配高优先级进程。

所以实时操作系统和非实时操作系统的差异,并非系统裁剪、轻量化那么简单,整个系统的核心——任务调度算法都不同。

我们平时一般都会把实时操作系统和嵌入式操作系统关联——嵌入式实时操作系统,当然,“实时”和“嵌入式”属于两个不同的分类维度,之所以这么关联,主要还是因为对实时性要求较高的系统,并非针对于桌面系统和服务器系统,主要还是各种嵌入式设备,汽车、工业设备、军工装备等等。也就是说,大部分实时操作系统都是嵌入式操作系统,但嵌入式操作系统并非都是实时的,是需要视整个装备系统的需求情况而定。

我们筛选了国内目前用的比较多的三个典型场景下的实时操作系统,供大家参考:

道系统(DeltaOS)

军工装备领域:发源于中航工业集团子公司科银京成,道系统(DeltaOS)主要应用于军工装备领域,已经在多兵种的装备上得到了应用。道系统(DeltaOS)具备微秒级的响应时间,提供基于优先级抢占的实时任务调度策略,提供动态加载功能,在功能、性能上可以替代风河VxWorks。2017年1月,上市公司东土科技通过公开摘牌的方式,收购科银京成100%股权,从此,道系统(DeltaOS)成为东土科技防务业务的一个分支。
翼辉(SylixOS)

民用工业领域:始于2006年,SylixOS 已经成为一个功能全面,稳定可靠,易于开发的大型实时操作系统平台,面向轨道交通、智能电网、航空航天、工业自动化、汽车、通信等领域。2021年,翼辉信息完成1.5亿元人民币B轮融资,投资方为国风投基金、国投招商、毅达资本、深创投、中车投资等。
天脉系统(ACoreOS)

航空电子领域:起源于航空工业计算所,天脉系统有着“应能力强、结构简洁、高效,应用广泛”优点。突破了可伸缩架构、多核支持、实时进程、64位支持等多核操作系统关键技术。天脉系统主要用于机载电子设备,目前向多家用户单位成功交付。
当然,除了以上三个案例,航天领域的SpaceOS-天卓(航天科技),工业领域的Intewell-Win(东土科技),物联网领域的RT-Thread(睿赛德)等,也都是实时操作系统典型的代表。

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