Sistema operativo en tiempo real (RTOS)

Los sistemas operativos en tiempo real (RTOS) se utilizan en entornos donde una gran cantidad de eventos, en su mayoría externos al sistema informático, deben aceptarse y procesarse en poco tiempo o dentro de ciertos plazos. dichas aplicaciones son control industrial, equipos de conmutación telefónica, control de vuelo y simulaciones en tiempo real. Con un RTOS, el tiempo de procesamiento se mide en décimas de segundo. Este sistema está limitado en el tiempo y tiene un plazo fijo. El procesamiento en este tipo de sistema debe ocurrir dentro de las restricciones especificadas. De lo contrario, esto conducirá a una falla del sistema.

Ejemplos de sistemas operativos en tiempo real: sistemas de control de tráfico de líneas aéreas, sistemas de control de comando, sistema de reserva de líneas aéreas, marcapasos cardíaco, sistemas multimedia de red, robot, etc.
Los sistemas operativos en tiempo real pueden ser de 3 tipos: 

1. Sistema operativo Hard Real-Time : 
   estos sistemas operativos garantizan que las tareas críticas se completen dentro de un rango de tiempo. 

   Por ejemplo, se contrata un robot para soldar la carrocería de un automóvil. Si el robot suelda demasiado pronto o demasiado tarde, el automóvil no se puede vender, por lo que es un sistema difícil en tiempo real que requiere la soldadura completa del automóvil por parte del robot apenas a tiempo. 
    

2. Sistema operativo suave en tiempo real: 
   este sistema operativo proporciona cierta relajación en el límite de tiempo. 

   Por ejemplo: sistemas multimedia, sistemas de audio digital, etc. En los sistemas en tiempo real se encuentran procesos explícitos, definidos por el programador y controlados. Se cambia un proceso separado con el manejo de un solo evento externo. El proceso se activa al ocurrir el evento relacionado señalado por una interrupción. 

   La operación multitarea se logra mediante la programación de procesos para que se ejecuten independientemente unos de otros. A cada proceso se le asigna un cierto nivel de prioridad que corresponde a la importancia relativa del evento que atiende. El procesador se asigna a los procesos de mayor prioridad. Este tipo de programación, denominada programación preventiva basada en prioridades, es utilizada por los sistemas en tiempo real.
    

3. Sistema operativo firme en tiempo real :  los
   RTOS de este tipo también deben cumplir con los plazos. A pesar de su pequeño impacto, el incumplimiento de una fecha límite puede tener consecuencias no deseadas, incluida una reducción en la calidad del producto. Ejemplo: Aplicaciones multimedia.

    

ventajas: 

Las ventajas de los sistemas operativos en tiempo real son las siguientes: 

1. Máximo consumo – 
   Máxima utilización de dispositivos y sistemas. Por lo tanto, más rendimiento de todos los recursos. 
    
2. Cambio de tareas: el 
   tiempo asignado para las tareas de cambio en estos sistemas es muy inferior. Por ejemplo, en sistemas más antiguos, tarda unos 10 microsegundos. Cambiar una tarea a otra y en los últimos sistemas, toma 3 microsegundos. 
    
3. Centrarse en la aplicación: 
   centrarse en las aplicaciones en ejecución y darle menos importancia a las aplicaciones que están en la cola. 
    
4. Sistema operativo en tiempo real en el sistema integrado: 
   dado que el tamaño de los programas es pequeño, RTOS también puede ser un sistema integrado como en el transporte y otros. 
    
5. Sin errores: 
   estos tipos de sistemas no tienen errores. 
    
6. Asignación de 
   memoria: la asignación de memoria se administra mejor en este tipo de sistemas.

Desventajas: 
Las desventajas de los sistemas operativos en tiempo real son las siguientes: 
 

1. Tareas limitadas: 
   muy pocas tareas se ejecutan simultáneamente y su concentración es muy menor en pocas aplicaciones para evitar errores. 
    
2. Use recursos pesados ​​​​del sistema: 
   a veces, los recursos del sistema no son tan buenos y también son costosos. 
    
3. Algoritmos complejos: 
   los algoritmos son muy complejos y difíciles de escribir para el diseñador. 
    
4. Controlador de dispositivo y señales de interrupción: 
   necesita controladores de dispositivo específicos y señales de interrupción para responder lo antes posible a las interrupciones. 
    
5. Prioridad de subprocesos: 
   no es bueno establecer la prioridad de los subprocesos, ya que estos sistemas son menos propensos a cambiar de tarea.
    
6. Conmutación mínima:  RTOS realiza una conmutación mínima de tareas.