实时操纵系统 硬实时和软实时

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嵌入式实时系统中采用的操作系统我们称为嵌入式实时操作系统，它既是嵌入式操作 系统，又是实时操作系统。作为一种嵌入式操作系统，它具有嵌入式软件共有的可裁剪、低资源占用、低功耗等特点；而作为一种实时操作系统（本文对实时操作系 统特性的讨论仅限于强实时操作系统，下面提到的实时操作系统也均指强实时操作系统），它与通用操作系统（如Windows、Unix、Linux等）相比 有很大的差别，下面我们将通过比较这两种操作系统之间的差别来逐步描述实时操作系统的主要特点。 

 

实时操作系统 (Real-time OS) 是相对于分时操作系统 (Time-Sharing OS) 的一个概念。在一个分时操作系统中，计算机资源会被平均地分配给系统内所有的工作。在分时系统中，各项任务需要花多长时间来完成，这一点并不重要;而在一 个实时操作系统之中，最关注的是每个任务在多长时间内可以完成。简单地说，实时和分时操作系统最大的不同在于 “时限(deadline)”这个概念。

实时操作系统的特点：

   能够在指定的期限完成实时任务（即便在最坏的处理负载下也能如此）的操作系统称为硬实时系统。但并不是任何情况下都需要硬实时支持。如果操作系统在平均情况下能支持任务的执行期限，则称它为软实时系统。硬实时系统指超过截止期限后将造成灾难性后果（例如展开气囊过晚或制动压力产生的滑行距离过长）的系统。软实时系统超过截止期限后并不会造成系统整体失败（如丢失视频中的一帧）。硬实时与软实时之间最关键的差别在于，软实时只能提供统计意义上的实时。例如，有的应用要求系统在95%的情况下都会确保在规定的时间内完成某个动作，而不一定要求100%。在许多情况下，这样的“软性”正确率已经可以达到用户期望的水平。比如，用户在操作DVD播放机时，只要98%的情况都能正常播放，用户可能就满意了;而发射卫星、控制核反应堆的应用系统，这些系统的实时性必须达到100%，是绝对不允许出现意外。

著名的硬实时系统包括：

VxWorks,rtems, rtlinux, ThreadX, QNX,Nucleus等，

软实时系统包括：Linux2.6.X, winCE

　　从上述区别中可以看出，在实时操作系统中，系统必须在特定的时间内完成指定的应用，具有较强的“刚性”，而分时操作系 统则注重将系统资源平均地分配给各个应用，不太在意各个应用的进度如何，什么时间能够完成。不过，就算是实时操作系统，其“刚性”和“柔性”的程度也有所 不同，就好像是系统的“硬度”有所不同，因而有了所谓的“硬实时(hard real-time)”和“软实时 ( soft real-time)”。硬实时系统有一个刚性的、不可改变的时间限制，它不允许任何超出时限的错误。超时错误会带来损害甚至导致系统失败、或者导致系统 不能实现它的预期目标。软实时系统的时限是一个柔性灵活的，它可以容忍偶然的超时错误。失败造成的后果并不严重，例如在网络中仅仅是轻微地降低了系统的吞吐量。