INtime-可与Windows在同个PC运行的实时操作系统（下）

 上一篇系列文章“INtime可与Windows在同个PC运行的实时操作系统（上）”中我们介绍INtime实时操作系统的基本特性与功能。本篇文章将着重介绍INtime RTOS内部的关键处理机制及其相关的应用案例。

INtime ® RTOS是一个动态的，确定性的硬实时操作系统，用于多核x86兼容处理器上的非对称多处理（AMP）。与使用虚拟机管理程序，Windows设备驱动程序或单体应用程序不同，INtime RTOS是完整的操作系统，具有开发人员期望在现代开发环境中使用的系统服务和功能。功能包括动态控制多个主机上多个节点（核心）上的进程，以及系统所有节点之间的丰富进程间通信（IPC）等。

INtime关键处理机制

1 专用硬件资源划分机制

INtime RTOS是一种硬实时事件驱动的操作系统，具有以微秒为单位的确定性。
确定性应用程序需要来自主机的专用且隔离的资源：内核，内存和I / O。INtime RTOS专为确定性应用程序而设计，并通过显式划分主机硬件为每个实时节点分配资源，从而为实时应用程序提供所需的资源。
低延迟驱动程序包括：
•以太网和INtime的高性能以太网（HPE）：EtherCAT ，Sercos III ，Profnet 的基础
•xHCI USB，PCI  / PCIe 和串行端口

2 全局对象（GOBS），内部进程通信IPC机制

INtime RTOS提供了确定性IPC机制（GOBSnet），可以在系统中对所有已创建的对象进行分类，搜索和使用，从而为嵌入式系统设计提供了可扩展性。

通过使用显式的硬件分区和非对称多处理（AMP或内核亲和性），INtime RTOS可以在多个节点上实现确定性应用程序的可伸缩性，以实现性能，或在更少的节点上组合以节省成本。

无论是在同一多核主机上还是在分布式主机上运行，GOBSnet均可在Windows和实时应用程序之间提供一套全面的高效通信服务。尽管彼此隔离，但跨环境共享允许Windows服务与嵌入式功能进行交互，从而实现集成并消除了网络间的复杂性和传统嵌入式设计的故障风险。这样就可以灵活地扩展解决方案的拓扑结构，而无需移植。

3 分布式系统管理器DSM机制

分布式系统管理器（DSM）监视所有节点及其进程，以维护整个嵌入式系统的连续性和可用性。DSM跟踪系统的状态，监视其组件的运行状况，并在组件终止或发生故障时进行清理。

每个INtime RTOS或Windows实例均被视为一个节点。任何INtime节点都可以创建可从任何其他节点访问的对象，无论是在单个主机上还是跨分布式主机系统。先进的集成内存管理器维护每个进程的内存分配。

INtime RTOS总结

INtime RTOS支持运行用户模式（Ring 3）实时应用程序，而不是内核模式驱动程序扩展的模块化编程模型。
通过使用明确的硬件分区和非对称多处理（AMP或核心相似性），INtime RTOS可以在多个节点上实现确定性应用程序的可伸缩性。开发人员可以将确定性应用程序分配给可用的内核。

此外，借助GOBSnet，如果需要更多资源，则可以在混合解决方案（Windows和INtime RTOS）主机上的嵌入式应用程序轻松移至其他主机，同时保持与Windows *的互操作 

INtime应用案例

1）如下图中所显示的应用，其中运动控制周期，I/O驱动器，监控PLC逻辑和现场总线驱动器（EtherCAT，CANopen）在INtime内核环境中作为实时过程执行，而机器的HMI功能（包括CAD/ CAM系统）以及客户通常安装的许多第三方应用程序，将它们作为Windows进程运行，并使用INtime for Windows的NTX库中的功能与实时软件进行通信。

2）下图中软件体系结构将Windows和实时应用程序隔离开来，以提供完整的Windows功能，同时确保控制操作的确定性。设计，诊断，优化和设置运动控制系统应用程序所需的所有必要接口均在Windows下运行，而所得的包括机器接口在内的控制代码则在TenAsys的INtime for Windows下实时运行。

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