LabVIEW什么时候需要实时系统
LabVIEW什么时候需要实时系统
实时计算系统能够非常可靠地执行具有非常具体时序要求的程序,这对于许多科学和工程项目来说都很重要。构建实时系统所需的关键组件是实时操作系统(RTOS)。
精确计时
对于许多工程师和科学家来说,在安装了通用操作系统(如Windows)的标准PC上运行测量或控制程序是不可接受的。在任何时候,操作系统都可能出于多种原因延迟用户程序的执行:运行病毒扫描、更新图形、执行系统后台任务等。对于需要以特定速率运行而不会中断的程序(例如巡航控制系统),此延迟可能会导致系统故障。
请注意,此行为是设计使然:通用操作系统经过优化,可同时运行多个进程和应用程序,并提供其他功能,如丰富的用户界面图形。相比之下,实时操作系统旨在以非常精确的时间运行单个程序。具体而言,实时操作系统特点:
在保证的最坏情况范围内执行任务
仔细确定程序不同部分的优先级
每次迭代以几乎相同的时间运行循环(通常在微秒内)
检测环路是否错过其计时目标
在研究实时计算系统时,会遇到术语“硬实时”和“软实时”。需要说明的是,硬实时系统旨在绝对保证任务将在某个最坏的情况下执行。因此,对于涉及安全或系统的项目,如果发生故障,可能会导致大量投资,硬实时通常是必需的。另一方面,软实时系统旨在在大多数情况下满足您的定时要求,但没有绝对的确定性。这对于视频处理等操作来说是可以接受的,在这些操作中,丢失的数据帧不好,但不一定是关键问题。
硬实时应用程序与软实时应用程序
![](https://img-blog.csdnimg.cn/img_convert/ecd51c1de3a892c2a13606b6110268f0.png)
硬实时系统保证(如果编程正确)将始终如一地满足最后期限,而软实时系统可能会周期性地超过最后期限。
如果对实时操作系统如何工作的更详细解释感兴趣,或者希望探索常见的实时术语,如“确定性”和“抖动”,可以参阅:什么是实时操作系统?。
可靠性
除了提供精确的定时外,还可以将实时计算系统设置为可靠运行数天、数月或数年而不会停止。这不仅对于构建需要全天候运行的系统的工程师很重要,而且对于任何停机时间昂贵的应用也很重要。实时系统中通常还包括“看门狗”功能,以便在用户程序停止运行时自动重新启动整个计算机。此外,实时系统中使用的硬件通常非常坚固,可以长时间承受恶劣的条件。
实时系统由哪些组件组成?
虽然创建实时系统所需的主要组件是RTOS,但从头到尾构建实时系统需要各种软件和硬件。
![](https://img-blog.csdnimg.cn/img_convert/4f78b313eebd5f760ca1ebcd0c5c09f3.png)
实时系统组件
软件
RTOS:这种特殊的操作系统旨在以非常精确的时间可靠地运行用户程序。
开发工具:需要编译器、链接器和调试器,以生成与实时操作系统兼容的代码。
驱动程序:为了使实时操作系统与系统硬件和I/O模块通信,需要实时兼容的驱动程序,以保证大多数I/O操作的最坏情况计时。
硬件
带有实时驱动程序的I/O模块和系统硬件(包含在上面的软件部分中)。
(可选)坚固耐用的硬件:实时系统中使用的机箱可以设计为长时间承受恶劣的环境。
(可选)看门狗定时器:如果用户程序停止运行,集成的看门狗定时器可以自动重新启动整台计算机。
什么时候需要实时系统?
总之,如果需要确保程序的某些部分在一定时间内运行,或者如果需要长时间可靠地运行程序,则构建实时系统可能是一个好主意。如果正在从事关键任务或与安全相关的项目,那么构建实时系统的需求是显而易见的。
即使在项目对精确时间和长期可靠性不是绝对要求的情况下,构建实时系统也可以让用户更加放心,因为程序将继续运行,而不会中断测量或控制过程。如果正在创建的系统在中断时可能会导致维护成本,则创建实时系统所需的硬件和软件成本非常值得投资。
请注意,实时系统不一定对每个测量或控制项目都有意义。实时操作系统通常一次只运行一个程序,大多数实时系统没有用户界面。在这种情况下,必须使用单独的计算机来提供图形或用户控件。一些项目需要硬件确定性,其中逻辑在ASIC或FPGA上实现。尽管如此,目前仍有数以千计的实时系统在运行,并将继续成为需要精确计时和高可靠性的项目的可行解决方案。
需要说明的是,上述的例程和文档,都是可以下载的,双击即可打开,其中压缩文件是可以采用粘贴复制的方式,拷贝到硬盘上。这不是图片,各位小伙伴看到后尝试一下,这个问题就不用加微信咨询了。有关LabVIEW编程、LabVIEW开发等相关项目,可联系们。附件中的资料这里无法上传,可去公司网站搜索下载。
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