NI Linux Real-Time ist ein Betriebssystem, das deterministische Echtzeitleistungen bietet, ohne die Benutzerfreundlichkeit auf verschiedenen NI-Echtzeit-Zielsystemen zu beeinträchtigen. Dieser Artikel beschäftigt sich eingehend mit dem Wert und der Leistung von Linux Real-Time und den Gründen, warum es für Echtzeitanwendungen auf unterstützten Zielsystemen entwickelt wurde.
Im Zuge der zunehmenden Verwendung von Linux im Embedded-Systemdesign haben Entwickler neben hybriden Lösungen auch Funktionen hinzugefügt, um den Determinismus des Linux-Kernels selbst zu verbessern. In jüngerer Zeit hat sich das PREEMPT_RT-Patch-Set, eine Erweiterung der Bemühungen um Verbesserungen am Linux-Kernel, zunehmend zum anerkannten Ansatz entwickelt, um Echtzeit-Leistung mit Linux zu erzielen. Mit dem PREEMPT_RT-Patch wurde NI Linux Real-Time erstellt. Weitere Informationen zum PREEMPT_RT-Patch finden Sie unter A Real-Time Preemption Overview.
In der Vergangenheit ging Echtzeitleistung auf Kosten der Benutzerfreundlichkeit. Zum Glück für NI Linux Real-Time übertragen sich die Benutzerfreundlichkeitsvorteile, die Linux bietet, größtenteils, da ein Großteil des Nutzens vom Linux-Kernel ausgeht, der weitgehend intakt ist. NI Linux Real-Time bietet somit überzeugende Echtzeit-Leistung auf Augenhöhe mit dedizierten Betriebssystemen für Echtzeit, ohne dabei auf Benutzerfreundlichkeit zu verzichten.
Ein Beispiel für die erhöhte Benutzerfreundlichkeit des Betriebssystems für Echtzeit ist der bewährte und stabile Netzwerk-Stack, der von allgemeinem Linux entlehnt wurde. Mit dem verbesserten Netzwerk-Stack können Echtzeit-Zielsysteme, die dieses Betriebssystem für Echtzeit unterstützen, echte Dual-DHCP-Netzwerkkarten (NICs) unterstützen, müssen nicht neu gestartet werden, um Änderungen an Netzwerk- oder Zeiteinstellungen vorzunehmen, und bieten umfassendere Unterstützung für Kommunikationsprotokolle wie IPv6 und SNMP. Ein weiteres überzeugendes Beispiel ist die Anzeigeunterstützung für lokale HMIs, die NI Linux Real-Time auf dem NI CompactRIO-Controller anbietet.
Da Linux weitaus allgegenwärtiger ist als die beliebtesten dedizierten Betriebssysteme für Echtzeit auf dem Markt, bietet dieses Betriebssystem für Echtzeit ein reichhaltiges Ökosystem an IP und Tools zusammen mit einer beträchtlichen Basis von erfahrenen Benutzern, die das Potenzial des Betriebssystems für Echtzeit nutzen können. Wenn Sie ein Echtzeit-Zielsystem verwenden, das das NI Linux Real-Time Betriebssystem unterstützt, haben Sie größere Freiheiten, den Funktionsumfang Ihrer Lösung mit dem Ökosystem zu erweitern, das Linux bietet, und können die große Basis an erfahrenen Linux-Benutzern nutzen, wenn Ihnen das interne Talent fehlt. NI Linux Real-Time bietet Unterstützung für Peripheriegeräte von Drittanbietern wie spezielle Sensoren und erleichtert die Integration von C/C++-Code.
Im Gegensatz zu vielen dedizierten Betriebssystemen für Echtzeit ist NI Linux Real-Time ein echtes Dual-Mode-Betriebssystem. Als Dual-Mode-Betriebssystem bietet NI Linux Real-Time ein deutlich robusteres Erlebnis. Sollte eine Anwendung abstürzen, wird das System weiter ausgeführt und kann sich nach dem Anwendungsfehler ohne nennenswerte Unterbrechung wieder erholen. NI Linux Real-Time ermöglicht auch echte Multitasking-Unterstützung, da Sie mehrere Programme parallel ausführen können. Sie können beispielsweise eine Datenbank direkt auf dem Echtzeit-Zielsystem zusammen mit Ihrer LabVIEW Real-Time-Anwendung ausführen.
Schließlich bietet dieses Betriebssystem für Echtzeit eine erheblich verbesserte Möglichkeit, die Benutzerkontenverwaltung und Benutzerdateisystemberechtigungen zu verwalten. Benutzeraktivitäten können einfacher auf Embedded-Systemen protokolliert werden, die NI Linux Real-Time unterstützen. Zusätzlich können Sicherheitsfunktionen wie VPN und Firewall implementiert werden, wodurch zusätzliche externe Hardware allein aus Gründen der verbesserten Netzwerksicherheit vermieden wird.
NI Linux Real-Time bietet eine Echtzeitleistung auf Augenhöhe mit den dedizierten Betriebssystemen für Echtzeit auf CompactRIO-Zielsystemen der aktuellen Generation. Der Jitter von NI Linux Real-Time-Zielsystemen liegt in der gleichen Größenordnung wie der Jitter auf aktuellen Echtzeitsystemen von NI. Im Vergleich zu realen Steuer- und Streaming-Anwendungen bieten CompactRIO-Geräte mit NI Linux Real-Time eine erhebliche Leistungssteigerung, da Steuer- und Streamingschleifen mit schnelleren Schleifenraten bei geringerer Prozessorauslastung ausgeführt werden. Weitere Informationen zur Leistung des Linux-basierten Betriebssystems für Echtzeit finden Sie unter NI CompactRIO Performance Controller: Leistungs- und Durchsatz-Benchmarks.
NI Linux Real-Time wird auf der folgenden NI-Hardware unterstützt:
NI Linux Real-Time bietet signifikante Verbesserungen gegenüber CompactRIO-Controllern der vorherigen Generation, wobei die Leistung, die kritische Echtzeitanwendungen erfordern, beibehalten wird. Wie die Performance-Benchmarks zeigen, ist der Jitter von NI Linux Real-Time mit dem Jitter aktueller Echtzeitsysteme gleichzusetzen – und die Systemleistung ist gegenüber dedizierten Betriebssystemen für Echtzeit deutlich verbessert.
Die rekonfigurierbare I/O-Architektur (RIO) von LabVIEW bietet Abstraktion, Portabilität und Produktivität auch auf Zielsystemen, die NI Linux Real-Time unterstützen. Die Softwareentwicklung in LabVIEW bleibt auf allen Embedded-Systemen von NI konsistent – und Sie können Programmcode nahtlos zwischen Zielsystemen verschieben, die auf NI Linux Real-Time von anderer Embedded-Hardware von NI basieren. Nutzen Sie die Vorteile dieser Technologie durch die Verwendung eines NI Linux Real-Time-fähigen Zielsystems.
Die eingetragene Marke Linux® wird gemäß einer Unterlizenz von LMI verwendet. LMI ist der exklusive Lizenznehmer von Linus Torvalds, dem weltweiten Eigentümer der Marke.