Ứng dụng hệ điều hành thời gian thực rtos để xây dựng thiết bị thu thập dữ liệu đầu cuối rtu trong hệ thống điện

Tài liệu nghiên cứu Ứng dụng hệ điều hành thời gian thực rtos để xây dựng thiết bị thu thập dữ liệu đầu cuối rtu trong, tổng hợp lý thuyết và thực hành, cung cấp kiến thức chuyên

• Tác giả: TS Tô Tuấn
• Trường học: Viện Công Nghệ Thông Tin Trung Tâm Khoa Học Kỹ Thuật Và Công Nghệ Quân Sự
• Chuyên ngành: Hệ Điều Hành Thời Gian Thực
• Đề tài: Nghiên Cứu Ứng Dụng Hệ Điều Hành Thời Gian Thực (RTOS) Trong Thiết Kế Thiết Bị RTU Cho Ngành Điện
• Loại tài liệu: báo cáo tổng kết
• Năm xuất bản: 2004
• Địa điểm: Thành Phố Hồ Chí Minh

Tóm tắt

I. Tổng Quan Ứng Dụng RTOS trong Thiết Kế RTU ngành Điện

Bài viết này tập trung vào việc ứng dụng hệ điều hành thời gian thực (RTOS) trong thiết kế RTU (Remote Terminal Unit) cho ngành điện. Sự phát triển của công nghệ phần mềm nhúng và điều khiển công nghiệp đã mở ra nhiều cơ hội để cải thiện hiệu suất và độ tin cậy của các hệ thống điện. Việc sử dụng RTOS giúp đảm bảo thời gian đáp ứng nhanh chóng và chính xác, điều này vô cùng quan trọng trong các ứng dụng SCADA (Supervisory Control and Data Acquisition) và các hệ thống điều khiển công nghiệp khác. Tài liệu gốc từ Viện Công nghệ Thông tin Trung tâm Khoa học Kỹ thuật và Công nghệ Quân sự đã chỉ ra tầm quan trọng của việc tự chủ công nghệ RTU tại Việt Nam. Nghiên cứu này nhằm mục đích xây dựng một thiết bị RTU dựa trên RT-Linux, góp phần giảm sự phụ thuộc vào các sản phẩm nhập khẩu và nâng cao năng lực công nghệ trong nước.

1.1. Giới Thiệu Về Hệ Thống RTU và Vai Trò Trong Ngành Điện

RTU (Remote Terminal Unit) là một thiết bị quan trọng trong hệ thống SCADA, đóng vai trò thu thập dữ liệu từ xa và điều khiển các thiết bị trong ngành điện. RTU thu thập thông tin về trạng thái hoạt động, các thông số đo lường và gửi về trung tâm điều khiển để giám sát và điều khiển. Theo báo cáo tổng kết đề tài, RTU có chức năng chính như nhận cảnh báo (Alarms), thu thập dữ liệu (Tele-Measured), và điều khiển từ xa (Remote Control). Các giao thức truyền thông phổ biến bao gồm IEC 61850, DNP3 và Modbus.

1.2. Tại Sao RTOS Lại Quan Trọng Trong Thiết Kế RTU

RTOS (Real-Time Operating System) đóng vai trò then chốt trong thiết kế RTU vì nó đảm bảo thời gian đáp ứng nhanh chóng và chính xác. Trong ngành điện, các sự kiện cần được xử lý ngay lập tức để đảm bảo an toàn và ổn định của hệ thống. RTOS cung cấp các cơ chế quản lý tài nguyên và xử lý sự kiện thời gian thực hiệu quả. Báo cáo đã chỉ ra rằng RTOS có khả năng đáp ứng các yêu cầu khắt khe về độ tin cậy và hiệu suất trong các ứng dụng điều khiển công nghiệp.

II. Thách Thức Vấn Đề Khi Chưa Ứng Dụng RTOS Thiết Kế RTU

Việc không ứng dụng RTOS trong thiết kế RTU có thể dẫn đến nhiều vấn đề nghiêm trọng trong ngành điện. Thời gian đáp ứng chậm trễ có thể gây ra các sự cố như mất điện, hư hỏng thiết bị và thậm chí là tai nạn. Hơn nữa, việc sử dụng các hệ điều hành không phải thời gian thực có thể làm giảm độ tin cậy và tính ổn định của hệ thống. Theo tài liệu, việc phụ thuộc vào các thiết bị RTU nhập khẩu cũng đặt ra một thách thức lớn về an ninh và bảo mật. Do đó, việc nghiên cứu và phát triển các giải pháp RTU dựa trên RTOS là vô cùng cần thiết để đảm bảo sự an toàn và ổn định của hệ thống điện.

2.1. Hạn Chế Về Thời Gian Đáp Ứng và Độ Tin Cậy Hệ Thống

Một trong những hạn chế lớn nhất của việc không sử dụng RTOS là thời gian đáp ứng không đảm bảo. Các hệ điều hành thông thường không được thiết kế để xử lý sự kiện thời gian thực một cách hiệu quả, dẫn đến độ trễ trong việc phản hồi các sự kiện quan trọng. Điều này có thể gây ra các vấn đề nghiêm trọng trong ngành điện, nơi mà các quyết định cần được đưa ra và thực hiện ngay lập tức. Ngoài ra, độ tin cậy của hệ thống cũng có thể bị ảnh hưởng do khả năng quản lý tài nguyên và xử lý lỗi hạn chế.

2.2. Rủi Ro Bảo Mật và Phụ Thuộc Vào Công Nghệ Nước Ngoài

Việc sử dụng các thiết bị RTU nhập khẩu có thể tạo ra các rủi ro về bảo mật và an ninh. Các thiết bị này có thể chứa các lỗ hổng bảo mật hoặc các chương trình độc hại có thể gây ảnh hưởng đến toàn bộ hệ thống điện. Hơn nữa, việc phụ thuộc vào công nghệ nước ngoài cũng làm giảm khả năng tự chủ và kiểm soát của quốc gia đối với hệ thống điện của mình. Tài liệu đã nhấn mạnh sự cần thiết của việc phát triển các giải pháp RTU nội địa để giảm thiểu các rủi ro này.

III. Giải Pháp Lựa Chọn RTOS Phù Hợp Thiết Kế RTU Ngành Điện

Việc lựa chọn RTOS phù hợp là một bước quan trọng trong thiết kế RTU cho ngành điện. Có nhiều loại RTOS khác nhau trên thị trường, mỗi loại có những ưu điểm và nhược điểm riêng. Các yếu tố cần xem xét khi lựa chọn RTOS bao gồm thời gian đáp ứng, độ tin cậy, khả năng mở rộng, bảo mật và chi phí. Một số RTOS phổ biến trong điều khiển công nghiệp bao gồm VxWorks, QNX, FreeRTOS và RT-Linux. Theo báo cáo, RT-Linux là một lựa chọn tiềm năng do tính chất mã nguồn mở và khả năng tùy biến cao.

3.1. So Sánh Ưu Nhược Điểm Của Các Loại RTOS Phổ Biến

Trên thị trường hiện nay có rất nhiều loại RTOS (Real-Time Operating Systems) khác nhau, mỗi loại sở hữu những ưu điểm và nhược điểm riêng biệt. Ví dụ, VxWorks nổi tiếng với độ tin cậy cao và được sử dụng rộng rãi trong các ứng dụng quan trọng. QNX cũng là một lựa chọn phổ biến trong điều khiển công nghiệp nhờ khả năng phân vùng bộ nhớ và bảo mật tốt. FreeRTOS là một RTOS mã nguồn mở miễn phí, phù hợp cho các dự án có ngân sách hạn chế. RT-Linux kết hợp tính linh hoạt của Linux với khả năng thời gian thực, mang lại sự cân bằng giữa hiệu suất và tùy biến.

3.2. Tại Sao RT Linux Là Lựa Chọn Tiềm Năng Cho RTU ngành Điện

RT-Linux là một lựa chọn đầy hứa hẹn cho thiết kế RTU trong ngành điện vì nhiều lý do. Đầu tiên, nó là một RTOS mã nguồn mở, giúp giảm chi phí và tăng khả năng tùy biến. Thứ hai, nó kết hợp tính linh hoạt của Linux với khả năng thời gian thực, cho phép các nhà phát triển tận dụng các công cụ và thư viện phong phú của Linux. Thứ ba, RT-Linux đã được chứng minh là có khả năng đáp ứng các yêu cầu khắt khe về thời gian đáp ứng và độ tin cậy trong các ứng dụng điều khiển công nghiệp. Theo tài liệu, nghiên cứu đã thành công trong việc xây dựng một RTU dựa trên RT-Linux, chứng minh tính khả thi của giải pháp này.

IV. Phương Pháp Xây Dựng RTU Với RT Linux và Giao Thức IEC 61850

Nghiên cứu tập trung vào việc xây dựng một thiết bị RTU mẫu sử dụng RT-Linux và giao thức IEC 61850. Phương pháp bao gồm việc lựa chọn phần cứng phù hợp, cấu hình RT-Linux, phát triển phần mềm cho các chức năng RTU, và tích hợp giao thức IEC 61850. Quá trình này đòi hỏi sự hiểu biết sâu sắc về hệ thống nhúng, lập trình RTOS, và các tiêu chuẩn truyền thông công nghiệp. Theo báo cáo, TimeSys Linux đã được sử dụng trong dự án này, kết hợp với cơ sở dữ liệu MySQL và các giao thức SCADA/EMS.

4.1. Lựa Chọn Phần Cứng và Cấu Hình Hệ Điều Hành RT Linux

Việc lựa chọn phần cứng phù hợp là rất quan trọng cho thiết kế RTU. Các yếu tố cần xem xét bao gồm hiệu suất CPU, dung lượng bộ nhớ, khả năng kết nối và độ bền. Theo tài liệu, máy tính Dell Optiplex GX1 đã được sử dụng làm nền tảng phần cứng cho RTU mẫu. Sau khi lựa chọn phần cứng, bước tiếp theo là cấu hình RT-Linux. Quá trình này bao gồm việc cài đặt RT-Linux, cấu hình kernel và cài đặt các trình điều khiển thiết bị cần thiết.

4.2. Phát Triển Phần Mềm RTU và Tích Hợp Giao Thức IEC 61850

Sau khi cấu hình RT-Linux, bước tiếp theo là phát triển phần mềm cho các chức năng RTU. Điều này bao gồm việc phát triển các mô-đun cho việc thu thập dữ liệu, điều khiển thiết bị và giao tiếp với trung tâm điều khiển. Giao thức IEC 61850 được tích hợp để đảm bảo khả năng tương tác với các thiết bị và hệ thống khác trong ngành điện. Báo cáo đã mô tả chi tiết việc phát triển các mô-đun như Protocol IEC-870/5-101, module card Advantech PCI-1711, module quản lý RTU và module Database MySQL.

V. Kết Quả Đánh Giá Hiệu Năng và Ứng Dụng Thực Tế RTU Linux

Nghiên cứu đã đạt được những kết quả khả quan trong việc xây dựng và thử nghiệm thiết bị RTU dựa trên RT-Linux. Các thử nghiệm đã chứng minh rằng RTU có khả năng đáp ứng các yêu cầu về thời gian đáp ứng và độ tin cậy trong môi trường thực tế. Hơn nữa, việc sử dụng RT-Linux đã mang lại sự linh hoạt và khả năng tùy biến cao cho thiết kế RTU. Theo báo cáo, RTU-Linux đã được thử nghiệm tại các trạm biến áp và cho thấy hiệu quả hoạt động tốt.

5.1. Kết Quả Thử Nghiệm Về Thời Gian Đáp Ứng và Độ Tin Cậy RTU

Các thử nghiệm đã được tiến hành để đánh giá thời gian đáp ứng và độ tin cậy của RTU mẫu. Kết quả cho thấy RTU có khả năng đáp ứng các yêu cầu khắt khe về thời gian thực trong ngành điện. Thời gian đáp ứng được đo đạc trong các điều kiện khác nhau và cho thấy sự ổn định và độ chính xác cao. Ngoài ra, các thử nghiệm về độ tin cậy cũng cho thấy RTU có khả năng hoạt động liên tục và ổn định trong thời gian dài.

5.2. Ứng Dụng Thực Tế Và Triển Vọng Phát Triển Của RTU Linux

RTU-Linux có tiềm năng ứng dụng rộng rãi trong ngành điện, đặc biệt là trong các hệ thống SCADA, điều khiển phân tán và giám sát từ xa. Việc sử dụng RT-Linux giúp giảm chi phí và tăng khả năng tùy biến cho thiết kế RTU. Hơn nữa, việc phát triển các giải pháp RTU nội địa dựa trên RT-Linux giúp tăng cường khả năng tự chủ và kiểm soát của quốc gia đối với hệ thống điện của mình. Theo báo cáo, nhóm nghiên cứu mong muốn nhận được sự hỗ trợ từ Sở Khoa học và Công nghệ TP. Hồ Chí Minh để tiếp tục phát triển và ứng dụng RTU-Linux trong thực tế.

VI. Kết Luận Hướng Phát Triển Ứng Dụng RTOS Thiết Kế RTU

Nghiên cứu đã chứng minh rằng việc ứng dụng RTOS, đặc biệt là RT-Linux, trong thiết kế RTU là một giải pháp khả thi và hiệu quả cho ngành điện. Việc phát triển các giải pháp RTU nội địa dựa trên RTOS giúp giảm sự phụ thuộc vào công nghệ nước ngoài, tăng cường khả năng tự chủ và kiểm soát, và đảm bảo an ninh và bảo mật cho hệ thống điện. Cần có sự đầu tư và hỗ trợ hơn nữa cho các nghiên cứu và phát triển trong lĩnh vực này để thúc đẩy sự phát triển của điều khiển công nghiệp tại Việt Nam.

6.1. Tóm Tắt Những Thành Công và Hạn Chế Của Nghiên Cứu

Nghiên cứu đã đạt được nhiều thành công trong việc xây dựng và thử nghiệm RTU-Linux. Tuy nhiên, vẫn còn một số hạn chế cần được khắc phục. Một trong những hạn chế đó là sự phức tạp trong việc cấu hình và lập trình RTOS. Ngoài ra, việc tích hợp các giao thức truyền thông công nghiệp khác nhau cũng có thể gây ra khó khăn. Cần có sự nỗ lực hơn nữa để đơn giản hóa quy trình phát triển và tăng cường khả năng tương tác của RTU-Linux.

6.2. Đề Xuất Hướng Nghiên Cứu Và Ứng Dụng Trong Tương Lai

Trong tương lai, cần có sự tập trung vào việc phát triển các công cụ và thư viện giúp đơn giản hóa quy trình phát triển RTU dựa trên RTOS. Nghiên cứu cũng nên tập trung vào việc tích hợp các giao thức truyền thông công nghiệp khác nhau và tăng cường khả năng bảo mật của RTU. Ngoài ra, việc nghiên cứu và phát triển các ứng dụng RTU trong các lĩnh vực khác nhau của ngành điện, chẳng hạn như lưới điện thông minh và năng lượng tái tạo, cũng là một hướng đi đầy tiềm năng.

Trích đoạn nội dung tài liệu

Chương 1 Hf PILU HÀNH THỜI GIAN THỰC Hệ thống thời gian thực Hệ thống thời gian thực phải có thời gian đáp ứng với đầu vào trong một khoảng thời gian nhất định. Các hệ thống Real-Time rất phổ biến trong công nghiệp từ các thiết bị thu thập số liệu đơn giản như data recorder, metering systems, RTU. đến các hệ thống điều khiển lớn như SCADA cho nhà máy điện, xi mãng, cấp nước hay các hệ thống Robot công nghiệp, dân dụng phổ thông. Có thể kể đến các hệ chuyển mạch gói của CISCO, chuyển mạch đường PABX của Lucent.

Nói chung các hệ thống hay thiết bị chuyên dụng, đều là các hệ thờ gian thực hệ thống điều khiển, thu thập số liệu cần phải có tính Hard Real-Time, toàn bộ tín hiệu đầu vào đều phải được ghi nhận và xử lý. Đặc điểm hệ thống này là ít dịch vụ, đơn giản tối đa và rất chuyên dụng. Các hệ thống dân dụng như Multimedia, Set-top box, I/P Switching thường chỉ yêu cầu Soft Real-Time vì bệ thống cho phép độ trễ và chấp nhận mất dữ liệu, do đó làm giảm Qo§ của hệ thống. Lý do là các ứng dụng loại này có rất nhiều dịch vụ do đó hộ thống quá phức tạp để có thể triển khai Hard Real-Time.

Như vậy, RTU và hệ thống SCADA. là hệ đòi hỏi Hard Real-Time. Do đó các hệ này nên được thiết kế càng đơn giản càng tốt Các hệ điều hành thời gian thực phổ biến Hệ RTOS phổ biến nhất là VxWorks. Đã được dùng trong điều khiển robot, điều khiển quá trình, máy bay, viỄn thông, thiết bị y khoa, CNC hay các ứng dụng mô phỏng cao cấp.

Hệ phát triển là Tornado có giao diện GUI dễ dùng, mạng TCP/UDP. VxWorks hỗ trợ nhiều nền tảng phần cứng khác nhau: PowerPC, INTEL, Motorola 68K, ARM, StrongARM. Microsoft Windows CE.NET đo Microsoft phát triển, dễ dùng, có GUI quen thuộc tuy. nhiên khó can thiệp sâu vào hệ thống cũng như không tương thích POSIX do đó chỉ dùng.

trong các sản phẩm tiêu đùng, ít đùng trong công nghiệp. QNX & Lynx: cũng khá phổ biến trong công nghiệp trong các lĩnh vực chuyên sâu như quân sự, ra-đa, thiết bị y tế chất lượng cao, thiết bị viễn thông cao cấp, RTU. Các hệ RTOS hiện nay khá tốt và chuyên dụng, dễ sử dụng, hỗ trợ nhiều loại vi xử lý. Tuy nhiên giá các hệ chuyên dụng cho công nghiệp khá đất, thông thường khoảng trên đưới 100.000 USD cho một hệ phát triển trung bình, vài trăm ngàn cho những hệ thống công nghiệp lớn.

Nếu dùng cho các ứng dụng viễn thông hay quân sự thì rất đất. "áo cáo tổng kối để tài: Ứng dụng RT-Linuxđể nghiên cứu chế ạo RTU cho ngành Điện 5 Hệ điều hành Linux thời gian thực Do nhu cầu phát triển các ứng dụng Real-Time trên Linux đã có các nghiên cứu. về RT-Linux tại các trường đại học lớn, sau đó được các công ty chuyên về Linux cung cấp. Hiện nay, các hệ RT-Linux chiếm lĩnh thị trường đân dụng cũng như công nghiệp ngày càng nhiêu do chỉ phí thấp, tin cậy, dễ bảo trì và làm chủ được mã nguồn.

dụng công nghiệp, quân sự, viễn thông có xu hướng chuyển sang RT-Linux thay cho các hệ RTOS cũ vì c lý do trên Monta Vista Linux: Đang dẫn đầu thị trường với bộ GUI — IDE. Hỗ trợ các CPU: như X86/1A32, PowerPC, StrongARM, Xscale, MIPS; SH, ARM. TimeSys Linux: Do truing dai hoc Carnegie Mellon phát triển. Hỗ trợ rat nhiéu loai CPU: PowerPC, X86, MIPS, Xscale, Ultra SPARC, Super, StrongARM.

C6 b6 SDK va Tools hoan thién. FSMLabs: RT-Linux - cung cấp RT-Linux bao gồm Kernel va cic phiin mém kém theo. MiniLinux la hé Linux nhỏ gọn trên một đĩa mềm cho các hệ thống nhúng. Lineo: Embedix Realtime— Linco có cong nghé Realtime trên nên RTAI, thêm Kerncl và các Tool.

Industry's First COTS Linux Platform for Telecommunications Các công cụ phát triểu trêu Linux Trên Linux có các công cụ phát triển miễn phí ahv: QT, GCC, GDB. Tuy nhiên các hệ RT-Linux đều có các bộ SDK, IDE kèm theo nhưng giá thành khá cao do bán số lượng chưa nhiều. Các công cụ miễn phí dùng cũng khá tốt và tin cậy, tuy nhiên chỉ nên đùng trong các. dự án nhỏ và đơn giản do thiếu môi trường tích hợp và công cụ tự động hoá quy trình.

Các dự án lớn nên dùng hệ phát triển IDE hay SDK để giảm công sức phát triển, có sản phẩm tin cậy và đễ tìm lỗi chương trình hơn. Báo cáo tổng kết đê lài: Ứng. dụng RT-Linuv để nghiên cứu chế tạo RTU cho ngành Điện 6 Tiêu chuẩn POSIX Viện nghiên cứu IEEE đã phát triển các tiêu chuẩn cho UNIX, cung cấp các giao tiếp mở cho hệ điều hành là POSIX (Portable Operating Systcm Interface). Tiêu chuẩn IEEE 1003.1-2001 là tập hợp của hai tiêu chuẩn POSIX.

Cùng lúc đó các nghiên cứu về chuẩn đáp ứng việc mỡ rộng Real-Time là IEEE 1003.Ib-1993 và IEEE 1003.1c-1995/1996 xác định các luỗông thời gian thực.4 là tiêu chuẩn ban đầu vẻ Real-Time.1b-1993 được thay bằng IEEE- 1003. Chuẩn _ Mục _ Nội dung | POSIX.1-2001 ‘Systems Interface va Header POSIX.1-2001 __| Sheil va Utilities i POSIX4 1003. Ib-]993 Mỗ rộng Real-Time __|1003. [Thread Extension Linux được thiết kế là hệ điểu hành tuân theo chuẩn POSIX.

Linux hỗ trợ.1 cho giao diện các lời gọi hệ thống và POSIX.Ic: Thread Extension, POSIX.2: Shell va Utilities. Microsoft Windows không tương thích POSIX, do đó các ứng dụng Windows không chạy được trên Linux/Unix. Các ứng dụng Unix đều chạy trên Linux. Các ứng dụng lớn trong công nghiệp đều chạy trên Unix do đó có thể chuyển sang dùng Linux.

Real-Time Linux. “Thông thường Linux là một hệ không có tính thời gian thực với thời gian đáp ứng đao động khoảng vai tim mili giây. Các ứng dụng thông thường vẫn chấp nhận sự chậm trễ này, ví dụ như hiển thị video, khi hệ thống có thể mất vài khung hình hay tạm treo, nhưng vẫn chấp nhận được. Nếu dùng cho các ứng dụng thu thập số liệu thì một số dữ liệu có thể bị mất do đó không thể dùng được.

Có nhiều phương pháp để đưa khả năng Rcal- Time vào Linux. Các hệ Real-Time Linux đêu sửa Kernel của Linux để đạt được tính năng Hard. Real-Time cho Linux bing cach giảm thời gian trễ xử lý ngất (latcncy), độ lệch thời gian (iter) giữa các chu kỳ xử lý ngất trong khoảng vài micro giây, cho phép thời gian đáp ứng nhanh hơn và tăng độ phân giải thời gian. Có những giải pháp như sau MicroKernel: Phương pháp này đưa thêm một lớp Real-Time Kernel nằm giữa Linux Kernel và phần cing.

Lép Real-Time Kerncl này là một mã đơn thể nhỏ, gọi là Microkernel, cho phép. điều khiển các tác vụ và chạy Linux Kernel như là một tác vụ nễn. Microkernel sẽ chặn xử lý các ngất phần cứng và làm cho Linux Kernel không giành được xử lý ngắt trong Microkernel. Microkernel còn định thì cho các tác vụ thời gian thực với độ ưu tiên cao nhất để giảm độ trễ xử lý ngất.

"áo cáo tổng két dé tai: Ung. dung RT-Linux để nghiên câu chế tạo RTU cho ngành Điện 7 User Space Real Tone RealTime Real Tine Process Process Process lo Sptem Process cats |seneesan: Kernel Spaco meeMte eevn mm Micro Kernel M6 hinh MicroKernel Linux RT-Linux tại Đại học New Mexico được phát triển theo giải pháp Microkernel. Victor Yodaiken là nhà phát triển công nghệ và đã có bằng sáng chế cho giải pháp này Hiện nay đã có RT-Linux 3.0 và tương thích hạn chế với POSIX. Ngoài ra còn có dự án RTAI tại Đại học Milan, chủ yếu nghiên cứu các hàm API cho RT-Linux.

Hi¢n nay RTAL có phiên bần 2.0 Ưu điểm của phương pháp này là độ trễ thời gian nhỏ, khoảng dưới 10us, tuy nhiên do việc đưa thêm một lớp Kernel vào Linux Kernel nên các chương trình thời gian thực cẩn phải có hàm API riêng, điều khiển thiết bị riêng, gây khó khăn cho việc lập trình và đồ lỗi. Realtime POSIX: Phương pháp thứ hai được dùng là sửa trực tiếp Linux Kerncl và cung cấp thêm thư viện API để có hầm thời gian thực POSTX tương thích IEEE 1003-1d. Khác với phương pháp MicroKernel, phương pháp này không đưa thêm lớp Kernel nào. Các sửa đổi được thực hiện ngay trên Linux Kernel để cung cấp các timcr, tín hiệu, cờ hiệu, khóa bộ nhớ, định độ ưu tiên, các giao tiếp đồng bộ và không đồng bộ trong IEEE 1003- ld.

"Báo cáo tổng kết đễ tài: Ung dung RT-Linux dé nghién cứu. chế tạo RTU cho ngành Điện 8 s User Space E Real Tine ngNan reese Process, Resource Kernel System Calls System Calls Resource ¢ ) Standard Kernel Kernel Karnal Hooks Ieterropls & Inservupts 8 Raw Data Raw Data ca) = M6 hink Real-Time POSIX Linux Các dự án nghiên cứu: © KURT: tại trường đại học Kansas (KANSAS Univcrsity Real-Time Linux). Ban đầu KURT hoàn toàn tương thích IEEE 1003.1đ, tuy nhiên do yêu cầu tăng độ phân giải thời gian, KURT không hoàn toàn tương thích IEEE 1003-1d nữa. o_ TimeSys Linux: đo trường đại học Carnegie Mellon phat triển ban đầu vào năm 1996.

Hiện nay giải pháp đo công ty TimcSys Linux phát triển và phân phối. TimeSys Linux cung cấp đầy đủ các công cụ phát triển và mã nguồn với ưu điểm là dùng POSIX API nên các ứng dụng Real-Time tương thích với Linux và Unix, có nhiều ứng dụng và điều khiển thiết bị. Việc dò lỗi chương trình và điều khiển thiết bị không quá phức tạp. và khó khăn.

Tuy nhiên do có nhiều API, nên độ phân giải thời gian chỉ vào khoảng 50s. dé nghiên cứu. chế tao RTU cho ngành Điện Báo cáo tổng kết đê tài: Ứng, dụng RT-Linux 9 Các thông số cơ bản hệ điều hành thời gian thực Các thông số quan trọng đối với hệ điều hành thời gian thực là độ rễ xử lý và độ dao dong chu kỳ. Một sự kiện do ngất phần cứng hay do hệ điều hành tạo ra để báo hiệu có một tác vụ trong hàng đợi thực hiện.

Độ trễ xứ lý (latency) —— | eventisteney fe — fl if i | Event jitter Sat eam + a oo mt Event Request Start of event service routine Các sự kiện do phần cứng hay do hệ điều hành tạo ra. Trong các ngất cứng, độ trễ là thời gian từ khi nhận được tín hiệu cho đến khi thực hiện ngất cứng, do đó còn có độ trễ am do bus tín hiệu. Trong các ngắt mễm do hệ điều hành tạo ra, độ trễ là thời gian khi hệ điểu hành tạo ra tín hiệu cho đến khi thực hiện các ngất tương ứng. Dao dong chu kỳ (periodic jitter) bt penodic jitter periodic iter ""Jj.

f+ — ——+| Hedgeeime k— Dao động chủ kỳ là độ thay đổi trong các chu kỳ thực hiện các tác vụ định kỳ. dao động chu kỳ ảnh hưởng đến độ chính xác của các hệ lấy mẫu tín hiệu. So sánh các hệ RTOS a Báo cáo tổng kết đề tài: Ứng. dụng RT-Linux để nghiên cứu.