實時操作系統概述

　　實時操作系統（RTOS）是指當外界事件或數據產生時，能夠接受并以足夠快的速度予以處理，其處理的結果又能在規定的時間之內來控制生產過程或對處理系統做出快速響應，調度一切可利用的資源完成實時任務，并控制所有實時任務協調一致運行的操作系統。

　　實時操作系統是保證在一定時間限制內完成特定功能的操作系統。實時操作系統有硬實時和軟實時之分，硬實時要求在規定的時間內必須完成操作，這是在操作系統設計時保證的；軟實時則只要按照任務的優先級，盡可能快地完成操作即可。我們通常使用的操作系統在經過一定改變之后就可以變成實時操作系統。

　　實時操作系統的特點

　　1）高精度計時系統

　　計時精度是影響實時性的一個重要因素。在實時應用系統中，經常需要精確確定實時地操作某個設備或執行某個任務，或精確的計算一個時間函數。這些不僅依賴于一些硬件提供的時鐘精度，也依賴于實時操作系統實現的高精度計時功能。

　　2）多級中斷機制

　　一個實時應用系統通常需要處理多種外部信息或事件，但處理的緊迫程度有輕重緩急之分。有的必須立即作出反應，有的則可以延后處理。因此，需要建立多級中斷嵌套處理機制，以確保對緊迫程度較高的實時事件進行及時響應和處理。

　　3）實時調度機制

　　實時操作系統不僅要及時響應實時事件中斷，同時也要及時調度運行實時任務。但是，處理機調度并不能隨心所欲的進行，因為涉及到兩個進程之間的切換，只能在確保“安全切換”的時間點上進行，實時調度機制包括兩個方面，一是在調度策略和算法上保證優先調度實時任務；二是建立更多“安全切換”時間點，保證及時調度實時任務。

　　實時操作系統的組成

　　實時系統由軟件和硬件兩部分組成。軟件部分包括LabVIEW、RT引擎，以及LabVIEW項目和VI。硬件部分包括主機和RT終端。實時系統各個部分的介紹如下。

　　主機

　　主機是裝有LabVIEW和LabVIEW Real-Time模塊的計算機，在主機上開發實時系統的VI。開發實時系統VI后，可將VI下載到RT終端上。主機上可運行與RT終端交互的VI，作為用戶界面。

　　LabVIEW

　　用戶在主機上通過LabVIEW開發VI。Real-Time模塊擴展了LabVIEW的功能，提供了創建、調試和部署確定性VI的額外工具。

　　LabVIEW項目

　　使用LabVIEW項目將LabVIEW文件和非LabVIEW文件組合，創建獨立的實時應用程序，然后將VI和其它文件下載或部署到RT終端上。保存項目時，LabVIEW會創建一個項目文件（.lvproj），其中包括對項目中文件的引用、配置信息、生成信息以及部署信息等。

　　RT引擎

　　RT引擎是在RT終端上運行的LabVIEW。RT引擎運行下載至RT終端的VI。RT引擎具有實時性，因為：

　　RT引擎在實時操作系統（RTOS）上運行，這保證了LabVIEW執行系統和其它服務均為實時操作。

　　RT引擎在RT系列硬件上運行。RT終端僅用于運行RT應用程序所需的VI和設備驅動，避免其它應用程序干擾RT VI的運行。

　　RT終端不使用虛擬內存，因為虛擬內存可能會造成不可預期的結果。

　　RT終端

　　RT終端指運行RT引擎和VI的RT系列硬件。聯網RT系列設備是具有嵌入式處理器和實時操作系統的硬件平臺，實時操作系統用于用于RT引擎和VI。可使用單獨的主機通過以太網與聯網RT設備的控制VI進行通信。聯網RT系列設備的范例如下：

　　NI RT系列PXI控制器－安裝在NI PXI機箱中的聯網設備，與機箱中的NI PXI模塊通信?？删帉慥I，使用PXI機箱中所有PXI模塊、SCXI模塊和其它信號調理設備的I/O功能。RT引擎也支持RT系列PXI控制器的功能。關于RT引擎支持的特定網絡設備的功能，請參考NI網站上的LabVIEW Real-Time支持頁。

　　NI CompactRIO系列－可重配置的控制和采集系統，高速可靠。

　　NI RT系列FP和cFP－運行ETS實時操作系統的網絡設備。

　　NI 1450系列緊湊型視覺系統－易用的分布式實時圖像系統，通過IEEE 1394攝像頭采集、處理和顯示圖像。

　　臺式機RT終端－配置RT引擎的臺式機。關于將臺式計算機配置為聯網RT終端的詳細信息，請參考將臺式計算機作為RT終端與RT終端配合使用。

　　注： LabVIEW幫助中不包含硬件相關的信息。關于設備的詳細信息，請參考特定的設備文檔。

　　USB存儲設備

　　Real-Time模塊支持在RT終端上使用USB存儲設備，例如，閃存盤、USB硬盤。將外部USB存儲設備連接至RT終端的USB端口，然后通過RT終端運行的VI訪問這些設備。

　　把閃存盤插入RT系統時，閃存盤會被自動分配盤符U：。每個新增的驅動器都會被分配一個盤符，盤符為下一個可用的字母。例如，V：、W：、X：，等等。