Типичные времена реакции на внешние события в управляемых ОСРВ процессах

Согласно определению, ОСРВ должна «обеспечить требуемый уровень сервиса в заданный промежуток времени». Этот промежуток времени обычно задается периодичностью и скоростью процессов, которыми управляет система. Приблизительное время реакции в зависимости от области применения ОСРВ может быть следующим:

· математическое моделирование – несколько микросекунд

· радиолокация – несколько миллисекунд

· складской учет – несколько секунд

· торговые операции – несколько минут

· управление производством – несколько минут

· химические реакции – несколько часов

Про задержку в САУ.

Видно, что времена очень разнятся и накладывают различные требования на вычислительную установку, на которой работает ОСРВ.

1. В зависимости от сложности программы управления «реальное время» накладывает различные условия на вычислительную мощность процессора для ОСРВ.

2. Внешние события становятся известны системе посредством прерываний (interrupt requests (IRQ)) (т.е. запросов на обслуживание со стороны внешних устройств). Поэтому зачастую для ОСРВ более важна не мощность процессора, а характеристики компьютера, связанные с системой прерываний. Желательными являются

- наличие как можно большего количества уровней прерываний (IRQ levels) (т.е. аппаратного или/и программного декодирования источника запроса);

- как можно меньшее время реакции на прерывание (т.е. как можно меньшее время между поступлением запроса на обслуживание и началом выполнения обслуживающей программы).

3. ОСРВ часто сама является инициатором периодических процессов, которыми управляет (например, движением пресса или луча радара). Поэтому является необходимым наличие одного или нескольких таймеров (аппаратных устройств, выдающих прерывание через заданные промежутки времени), которые могут работать в периодическом или ждущем режиме.

4. ОСРВ часто управляет очень ответственными промышленными процессами, что выдвигает очень жесткие требования на надежность используемого оборудования и ОС.

· Система, часто должна работать на бездисковом компьютере и осуществлять начальную загрузку из ПЗУ. В силу этого:

- критически важным является размер системы;

- для экономии места в ПЗУ часть системы часто хранится в сжатом виде и загружается в ОЗУ по мере необходимости;

- система часто позволяет исполнять код как в ОЗУ, так и в ПЗУ;

- при наличии свободного места в ОЗУ система часто копирует себя из медленного ПЗУ в более быстрое ОЗУ;

- сама система компилируется, линкуется и превращается в загрузочный модуль на другом, «обычном» компьютере, связанном с промышленным компьютером через последовательный порт или Ethernet; это требует специального кроссплатформенного инструментария разработчика, поскольку типы процессоров и/или операционных систем на этих двух компьютерах не совпадают.

· Система по возможности должна поддерживать как можно более широкий ряд процессоров (платформ), что дает возможность потребителю выбрать процессор подходящей мощности.

· Система по возможности должна поддерживать как можно более широкий ряд специального оборудования (периферийного контроллеры, таймеры и т.д.), которые могут стоять на плате компьютера и платах, которыми он управляет через общую шину.

· Очевидно, что для получения законченной системы управления не достаточно промышленного компьютера, АЦП и/или ЦАП платы, крейта и ОСРВ. Нужно еще написать программу, которая будет непосредственно управлять конкретным промышленным оборудованием. Для этого необходим (кроссплатформенный) инструментарий разработчика, цена которого может превосходить цену перечисленных выше компонент, вместе взятых. Правда, этот инструментарий нужен только разработчику, и полученная программа может работать на многих компьютерах.

· Критически важным параметром для ОСРВ является время ее реакции на прерывания (которое складывается из аппаратного времени задержки и программных задержек), а также предсказуемость этого времени.

Латентность на событие. Общее время реакции включает в себя 2-е составляющие:

- аппаратно-программное время реакции системы на прерывание;

- время переключения задач, в свою очередь, состоящую из времени прохождения критических участков и времени сохранения контекста задачи.

Для комплекса работающего под управлением ОС РВ эти времена гарантированы и заранее определены. Т.е. время реакции на события для ОСРВ рассчитывается с большой точностью. Подобные вычисления невозможны для Linux и Windows NT – в случае их применения можно полагаться только на результаты тестирования, эмпирические оценки – дающие временные оценки в среднем. При небольшом изменении внешних условий или при модификации приложений эти времена могут «поплыть». Для данных ОС имеются расширения реального времени. В них, по крайней мере, можно полагаться на показатели времени отклика, полученных при тестировании.

Дата добавления: 2014-01-15