Конфигурируемая ОС РВ Embox для встроенных систем::Журнал СА 7-8.2015
www.samag.ru
Журнал «БИТ. Бизнес&Информационные технологии»      
Поиск   
              
 www.samag.ru    Web  0 товаров , сумма 0 руб.
E-mail
Пароль  
 Запомнить меня
Регистрация | Забыли пароль?
Журнал "Системный администратор"
Журнал «БИТ»
Подписка
Архив номеров
Где купить
Наука и технологии
Авторам
Рекламодателям
Контакты
   

  Опросы
  Статьи

Мобильные приложения  

Искусственный интеллект в мобильных приложениях: возможности и перспективы

Обзор современных применений ИИ в мобильных приложениях, анализ перспектив развития этой технологии,

 Читать далее...

ИТ-образование  

Как сделать ИТ-образование эффективным?

Эксперты ИТ-отрасли отвечают на вопросы «СА». Обсуждаем ключевые аспекты для улучшения образовательных

 Читать далее...

Work-life balance  

Как айтишнику найти баланс между работой и личной жизнью?

Обсуждаем инструменты для эффективного управления временем, снижения уровня стресса и достижения гармонии. На

 Читать далее...

Книжная полка  

Всё самое нужное – под одной обложкой

Отличительная черта книжных новинок, выпущенных недавно издательством «БХВ» – это их универсальность. Не просто

 Читать далее...

ИТ-инфраструктура  

Системы мониторинга ИТ-инфраструктуры-2025

Без мониторинга ИТ-инфраструктуры не обходится ни одна компания, хотя бы потому, что

 Читать далее...

Открытое ПО  

Безопасность Open Source: рискуем или контролируем?

Компания «Кросс технолоджис» изучила, как используется ПО с открытым кодом в компаниях

 Читать далее...

Работа с нейросетью  

Скажи, есть ли у тебя AI, и я скажу, кто ты

Недавно сервис по поиску работы SuperJob выяснил, что каждый второй россиянин уже

 Читать далее...

Работа с Debian  

О Linux с любовью или Debian: через знание к любви

Конечно, одним лишь перечислением замечательных качеств любовь к Linux не возникнет. Для

 Читать далее...

Опрос  

Защита личных и клиентских данных: как мошенники используют ИИ и как защититься?

По данным RED Security, общее число кибератак на российские компании в 2024

 Читать далее...

Опрос  

Облачные инструменты для разработчиков

Эксперты ИТ-отрасли отвечают на вопросы «Системного администратора» > Как с помощью облака сделать

 Читать далее...

Опрос  

Рынок мобильных приложений: что будет актуальным в 2025 году?

Эксперты ИТ-отрасли отвечают на вопросы «Системного администратора» > Ваши прогнозы: чего ожидать от

 Читать далее...

Рынок труда  

Как успешно пройти все этапы собеседования на ИТ-должность?

По оценкам государства, дефицит ИТ-специалистов составляет от 740 тысяч до 1 миллиона

 Читать далее...

Спецпроект «Базальт СПО». Развитие Open Source в России  

Алексей Смирнов: «Сейчас трудно найти программный продукт, в котором нет свободного кода»

Какое будущее ждет свободное ПО? Влияет ли свободная или несвободная разработка на

 Читать далее...

Спецпроект «Базальт СПО». Развитие Open Source в России  

Николай Костригин: «Мы создали Hantis, конвейер автоматизации. Проекты, исследуемые разными инструментами, переходят от одного исполнителя к другому, развиваются, возвращаются к автору, и так по кругу»

О том, как идет работа по повышению безопасности отечественного программного обеспечения, рассказывает

 Читать далее...

1001 и 1 книга  
19.03.2018г.
Просмотров: 7837
Комментарии: 0
Машинное обучение с использованием библиотеки Н2О

 Читать далее...

12.03.2018г.
Просмотров: 8104
Комментарии: 0
Особенности киберпреступлений в России: инструменты нападения и защита информации

 Читать далее...

12.03.2018г.
Просмотров: 5458
Комментарии: 0
Глубокое обучение с точки зрения практика

 Читать далее...

12.03.2018г.
Просмотров: 3466
Комментарии: 0
Изучаем pandas

 Читать далее...

12.03.2018г.
Просмотров: 4266
Комментарии: 0
Программирование на языке Rust (Цветное издание)

 Читать далее...

19.12.2017г.
Просмотров: 4264
Комментарии: 0
Глубокое обучение

 Читать далее...

19.12.2017г.
Просмотров: 6803
Комментарии: 0
Анализ социальных медиа на Python

 Читать далее...

19.12.2017г.
Просмотров: 3618
Комментарии: 0
Основы блокчейна

 Читать далее...

19.12.2017г.
Просмотров: 3890
Комментарии: 0
Java 9. Полный обзор нововведений

 Читать далее...

16.02.2017г.
Просмотров: 7778
Комментарии: 0
Опоздавших не бывает, или книга о стеке

 Читать далее...

17.05.2016г.
Просмотров: 11133
Комментарии: 0
Теория вычислений для программистов

 Читать далее...

30.03.2015г.
Просмотров: 12865
Комментарии: 0
От математики к обобщенному программированию

 Читать далее...

18.02.2014г.
Просмотров: 14634
Комментарии: 0
Рецензия на книгу «Читаем Тьюринга»

 Читать далее...

13.02.2014г.
Просмотров: 9564
Комментарии: 0
Читайте, размышляйте, действуйте

 Читать далее...

12.02.2014г.
Просмотров: 7533
Комментарии: 0
Рисуем наши мысли

 Читать далее...

10.02.2014г.
Просмотров: 5816
Комментарии: 4
Страна в цифрах

 Читать далее...

18.12.2013г.
Просмотров: 5008
Комментарии: 0
Большие данные меняют нашу жизнь

 Читать далее...

18.12.2013г.
Просмотров: 3863
Комментарии: 0
Компьютерные технологии – корень зла для точки роста

 Читать далее...

04.12.2013г.
Просмотров: 3542
Комментарии: 0
Паутина в облаках

 Читать далее...

03.12.2013г.
Просмотров: 3779
Комментарии: 1
Рецензия на книгу «MongoDB в действии»

 Читать далее...

Друзья сайта  

 Конфигурируемая ОС РВ Embox для встроенных систем

Архив номеров / 2015 / Выпуск №7-8 (152-153) / Конфигурируемая ОС РВ Embox для встроенных систем

Рубрика: Разработка /  OS DAY – 2015

Андрей Терехов АНДРЕЙ ТЕРЕХОВ, заведующий кафедрой системного программирования СПбГУ, генеральный директор ЗАО «Ланит-Терком»

Конфигурируемая ОС РВ Embox
для встроенных систем

Embox – операционная система жесткого реального времени, ориентированная на применение во встроенных системах

Сегодня существует большой класс задач, для решения которых применяют встроенные системы. Основными требованиями к таким системам часто являются их надежность и предсказуемость, поэтому в них применяют различные ОС реального времени. Кроме того, как правило, такие системы сильно отличаются друг от друга в аппаратной части как архитектурой процессора, так и доступными ресурсами. Естественно, что в подобных системах применяют различные алгоритмы планирования этих ресурсов, оптимизированные под конкретную задачу или класс задач.

ЗАО «Ланит-Терком» имеет богатый опыт в разработке встроенных систем различного уровня. Совместно с кафедрой системного программирования СПбГУ был организован исследовательский проект по созданию ОС реального времени для применения во встроенных системах. Проект основан на принципах свободного ПО и имеет свободную лицензию BSD.

Целью исследовательского проекта является создание ОС реального времени для применения в широком спектре встроенных систем. Код проекта уже используется в коммерческих продуктах ЗАО «Ланит-Терком» и других компаний. Кроме того, кафедра теоретической кибернетики СПбГУ планирует применять ядро Embox в различных роботизированных устройствах, в которых, как известно, нужна ОС жесткого реального времени.

Ядро ОС Embox построено на принципах модульности и конфигурируемости. В отличие от монолитных ядер (таких, как Linux) весь код организован в различные модули (библиотеки). Каждый модуль реализует свой интерфейс, например, интерфейс диспетчера памяти или планировщика задач. При конфигурации системы можно выбирать, какие модули будут включены в образ. Таким образом, достигается создание образа, нацеленного на конкретную задачу, будь то система для тестирования аппаратного обеспечения либо полноценная ОС, включающая сетевую и файловую подсистемы, а также управление виртуальной памятью.

Подобные принципы построения упрощают разработку и отладку отдельных модулей системы. Причем это относится как к драйверам, так и к различным модулям, обеспечивающим функции ядра (распределение ресурсов, межпроцессорный обмен и т.д.).

Еще одним важным свойством таких принципов построения является возможность применять различные стратегии планирования ресурсов. Например, можно создать образ ядра системы, обладающий классическими менеджерами ресурсов (диспетчером памяти, потоков и т.д.), а можно создать образ, запускающий определенный поток по определенному событию, что уменьшит накладные расходы на планирование задач. Или, например, создать образ, позволяющий привязывать задачу к каким-то ресурсам системы, процессорному ядру, области памяти и т.д. Такие свойства ОС Embox достигаются за счет возможности задать различные реализации системных диспетчеров ресурсов.

Как уже отмечалось, во встроенных системах используют различные процессорные архитектуры, иногда специально нацеленные на какой-то класс задач. Например, сетевые процессоры, построенные по принципам несимметричной многоядерности.

Embox портирован на такие широко применяемые во встроенных системах архитектуры, как MicroBlaze, ARM, SPARC v8 (LEON3), а также имеется возможность запускать его на x86 архитектуре. Вследствие модульной структуры процесс портирования на новые платформы – достаточно легкая задача. В отличие от ядра Linux, где необходимо портировать сразу все архитектурные части (прерывания, таймеры, виртуальную память и т.д.), Embox может быть запущен с минимальным набором подобных подсистем, например, можно даже не реализовывать подсистему прерываний, а портировать только ввод/вывод и уже с помощью него отладить остальные части.

Важную роль для ОС играют средства разработки и отладки пользовательских программ, драйверов, а также самого ядра ОС.

Ядро ОС Embox написано на языке C, при этом использовался компилятор с открытым исходным кодом GCC, позволяющий осуществлять сборку системы для различных архитектурных платформ. Остальные средства разработки также доступны в свободном доступе под свободной лицензией; в качестве IDE используется Eclipse, в качестве отладчика – GDB.

Сейчас для разработки пользовательских приложений используется язык C. Проект частично поддерживает стандарт POSIX, но может быть выбран другой интерфейс взаимодействия с пользовательским приложением. Например, для разработки управляющих программ роботов на кафедре теоретической кибернетики СПбГУ используют собственный интерфейс, нацеленный на выполнение подобных задач.

Соответственно можно для различных классов задач задавать специфичные интерфейсы взаимодействия ядра и пользовательского приложения. Это позволяет разрабатывать проблемно-ориентированные языки (DSL, domain-specific language) и на их основе графические CASE-средства. В итоге можно легко создавать и моделировать алгоритмы, ориентированные на конкретный тип задач. Например, кафедра кибернетики СПбГУ планирует использовать интегрированную среду визуального проектирования QReal.

Еще одной важной характеристикой для ОС является набор служебных библиотек, которые упрощают разработку и расширяют возможности данной ОС. К таким библиотекам прежде всего относят сетевой стек и файловую подсистему. Обе этих подсистемы поддержаны в Embox.

Сетевой стек содержит реализацию протоколов стандартного IP-стека (IP, ICMP, UDP, TFTP, ARP), а также набор стандартных сетевых утилит, таких как ifconfig, route, arp, ping и так далее. Кроме того, Embox поддерживает стандартный интерфейс сокетов.

Файловая подсистема Embox основана на логической файловой системе, к которой можно подключать различные драйверы, реализующие ту или иную конкретную файловую систему. Это позволяет обращаться к файлам или физическим устройствам с помощью единого интерфейса (файлового интерфейса POSIX).

Таким образом, Embox – это ОС жесткого реального времени (время отклика – менее 10 мкс на процессоре AT91SAM7 с частотой 48 MHz) с открытым исходным кодом, которая обладает следующими свойствами:

  • Модульность – позволяет включать только необходимые модули в образ системы, что важно для систем с ограниченными ресурсами.
  • Конфигурируемость – позволяет задавать реализацию и параметры каждой подсистемы в отдельности, что дает возможность тонкой настройки под конкретную задачу. Это также позволяет создавать ОС, избавленные от основных дисциплинирующих принципов: разделения задач по времени и по используемой памяти.
  • Портируемость – позволяет использовать наиболее удобную для конкретной задачи платформу или процессорную архитектуру.

Поскольку областью применения Embox являются прежде всего встраиваемые системы, а в данном сегменте часто применяются архитекторы процессоров, отличные от x86 (например, ARM), то Embox задумывался как портируемая ОС, т.е. предназначенная для переноса на различные архитектуры. Также предусмотрена возможность добавления новой платформы. Для этого основной код ядра разрабатывался на платформонезависимом языке C, а код, привязанный к конкретной платформе, вынесен в отдельную папку.

Embox позволяет гибко конфигурировать ядро под конкретную задачу и платформу. В том числе выбирать стратегии. В определенных случаях можно вообще отказаться от этих частей и создать образ ядра с необходимым минимумом интерфейсов. Например, контроллер на роботе Lego содержит flash-память объемом 256 kb и оперативную память 64 kb.

Данная ОС разрабатывается в рамках проекта с открытым исходным кодом, что способствует привлечению как студентов и разработчиков, так и потенциальных пользователей. Одним из ее основных преимуществ является нацеленность на задачи именно российского сегмента рынка.


Комментарии отсутствуют

Добавить комментарий

Комментарии могут оставлять только зарегистрированные пользователи

               Copyright © Системный администратор

Яндекс.Метрика
Tel.: (499) 277-12-45
E-mail: sa@samag.ru