QNX i VxWorks
Pierwszą rzeczą, jaka przychodzi nam na myśl, gdy słyszymy słowo "system operacyjny", jest program używany w naszych komputerach stacjonarnych i laptopach, takich jak Microsoft Windows, Linux, Ubuntu, itp. I Android na smartfony. W rzeczywistości większość cyfrowych urządzeń elektronicznych pracuje w pewnym systemie operacyjnym, który jest rozwijany przez program mikrokontrolera. Ewolucja mikrokontrolera utorowała drogę do licznych aplikacji systemów wbudowanych, które odgrywają kluczową rolę w naszym codziennym życiu w taki czy inny sposób.
Jednym z takich systemów, o którym ostatnio słyszeliśmy, jest system operacyjny czasu rzeczywistego lub po prostu określany jako "RTOS". RTOS jest systemem operacyjnym, który jest używany w aplikacjach czasu rzeczywistego, czyli aplikacjach, które przetwarzają dane w określonych granicach czasowych. QNX i VxWorks to dwa różne systemy operacyjne czasu rzeczywistego, w dużej mierze wykorzystywane w środowiskach przemysłowych i akademickich. Celem artykułu jest dokonanie obiektywnego porównania między tymi dwoma.
Co to jest QNX?
QNX to komercyjny system operacyjny czasu rzeczywistego, początkowo opracowany dla systemów wbudowanych i został pierwotnie opracowany przez Quantum Software Systems we wczesnych latach 80-tych. Firma z siedzibą w Kanadzie została później przemianowana na QNX Software Systems i ostatecznie przejęta przez Research in Motion (RIM) do użytku jako podstawa dla systemu BlackBerry 10 OS, a następnie popularnego BlackBerry Playbook. Wersja systemu operacyjnego użyta w Poradniku to QNX Neutrino, która została zbudowana na prawdziwej architekturze mikrojądra. QNX był pierwszym komercyjnie działającym systemem opartym na mikrojądrze. QNX to w zasadzie uniksowy system operacyjny oparty na prawdziwym projekcie mikrokerneli i modułowej architekturze, w której elementy systemu operacyjnego działają jako zadania, znane jako menedżery zasobów, które pozwalają programistom wyłączyć dowolną funkcjonalność, która ich zdaniem nie jest wymagane w danym systemie. Najlepsze w QNX jest to, że bazuje na komunikacji międzyprocesowej opartej na komunikatach.
Czym jest VxWorks?
VxWorks to system operacyjny czasu rzeczywistego specjalnie zaprojektowany do rozproszonych obliczeń dla aplikacji czasu rzeczywistego z systemami wbudowanymi. Jest to zastrzeżony system operacyjny czasu rzeczywistego opracowany przez Wind River Systems, kalifornijską firmę specjalizującą się w tworzeniu oprogramowania wbudowanego do inteligentnych systemów połączonych. VxWorks to wiodący w branży system operacyjny czasu rzeczywistego, który od ponad trzydziestu lat buduje systemy i urządzenia wbudowane. Jest to monolityczne jądro z rozbudowaną komunikacją między procesami i funkcjami synchronizacji. Każda kompilacja VxWorks jest wyjątkowa ze względu na swoją architekturę, w której cały system operacyjny działa w przestrzeni jądra, co oznacza, że wszystkie usługi jądra i usługi użytkownika istnieją w tej samej przestrzeni adresowej, co powoduje szybsze wykonanie systemu operacyjnego. Zapewnia funkcje debugowania, monitorowanie wydajności, zarządzanie pamięcią, planowanie procesora i inne funkcje systemu operacyjnego poprzez wywołania systemowe.
Różnica między QNX i VxWorks
Oba są bardzo unikatowymi systemami operacyjnymi czasu rzeczywistego przeznaczonymi specjalnie do aplikacji czasu rzeczywistego z systemami wbudowanymi, z których każdy ma wiele różnych komponentów o różnych funkcjach. Oba systemy są szeroko stosowane w dużych środowiskach przemysłowych i akademickich i działają od ponad dekad. QNX to komercyjny system operacyjny RTOS opracowany przez kanadyjskie Quantum Software Systems we wczesnych latach 80-tych XX wieku, który został później nabyty przez RIM w 2010 roku. VxWorks to autorskie oprogramowanie opracowane przez firmę Wind River Systems z Kalifornii, specjalizującą się w budowaniu oprogramowania wbudowanego. dla inteligentnych połączonych produktów i systemów.
Oba systemy operacyjne wykorzystują jądro w czasie rzeczywistym do zastosowań o znaczeniu krytycznym, które przetwarzają dane, co oznacza, że system podlega ograniczeniom w czasie rzeczywistym, które gwarantują reakcję w ramach wcześniej zdefiniowanych ograniczeń czasowych, inaczej zwanych "terminami". Główna różnica polega na architekturze - podczas gdy QNX opiera się na architekturze przekazującej komunikaty, VxWorks nadaje się do współdzielonej architektury pamięci. Przekazywanie wiadomości jest podstawą projektu jądra, który pozwala systemowi przekazywać informacje z jednego zadania do drugiego lub kilku innych w systemie. Architektura pamięci współużytkowanej odnosi się do systemu, który ma własną prywatną przestrzeń adresową dla fizycznie rozproszonych pamięci.
Jedną z kluczowych różnic między dwoma systemami operacyjnymi czasu rzeczywistego jest to, że QNX jest systemem opartym na mikrojądrze, podczas gdy VxWorks jest monolitycznym jądrem. Mikrokernel jest jak mały system operacyjny, który wykorzystuje wywołania systemowe do zarządzania podstawowymi usługami, takimi jak zarządzanie przestrzenią adresową, zarządzanie wątkami i komunikacja międzyprocesowa. Odnosi się do systemu, który wymaga ograniczonego zbioru prymitywów i minimalnej zależności oprogramowania w celu wdrożenia systemu operacyjnego. Z drugiej strony monolityczne jądro zarządza wszystkimi podstawowymi usługami i usługami zdefiniowanymi przez użytkownika, w tym komunikacją między procesami w chronionej przestrzeni jądra. Jako monolityczne jądro VxWorks jest niezależny.
Każdy wątek lub proces ma swój własny priorytet w QNX. Pod kontrolą QNX wszystkie procesy są uruchamiane na zasadzie priorytetu opartej na priorytetach, co oznacza, że proces o najwyższym priorytecie uzyskuje dostęp do procesora, a priorytety od 0 do 31.Planowanie odbywa się w czasie rzeczywistym, a każdy wątek domyślnie dziedziczy priorytet nadrzędny. Kiedy dwa wątki mają ten sam priorytet, inne metody szeregowania są używane przez QNX, takie jak FIFO, Round-Robin i Sporadic Scheduling. Z drugiej strony, VxWorks wykorzystuje tylko dwa typy algorytmów planowania, priorytetów opartych na priorytetach prewencyjnych i harmonogramach Round-Robin. Razem zapewniają użytkownikom większą kontrolę nad wydajnym harmonogramowaniem.
QNX vs. VxWorks: Tabela porównawcza
Podsumowanie Vs QNX. VxWorks
Oba są opartymi na jądrze systemami operacyjnymi czasu rzeczywistego przeznaczonymi dla aplikacji czasu rzeczywistego, które wymagają przetworzenia i wykonania zadań, gdy przychodzą one w ramach wcześniej określonego ograniczenia czasowego, zwanego inaczej terminem. Oba działają w branży od ponad 25 lat i specjalizują się w tworzeniu produktów i systemów wbudowanych, ale tutaj kończą się wszystkie podobieństwa. QNX to oparty na mikrojądrze system operacyjny czasu rzeczywistego, który jest dość fascynujący, dzięki swojej architekturze przekazującej komunikaty, która jest idealna do tworzenia niezawodnych systemów rozproszonych. VxWorks to monolityczne jądro oparte na architekturze pamięci współużytkowanej, dzięki czemu idealnie nadaje się do dużych środowisk przemysłowych, takich jak systemy samochodowe, awionika, elektronika użytkowa itp.
