Linux-kerne - Kernel-rt

Kernel-rt-kernen er en særlig Linux-kerne, der er designet til at give realtidsdrift (RT). Kernel-rt indeholder strammere regler for planlægning og ressourcestyring for at minimere ventetid og jitter, hvilket ofte er kritisk for systemer som automatiske kontrolsystemer, medicinsk udstyr osv.

Kernel-rt indeholder en preempt_rt-patch, der gør det muligt for Linux-kernen hurtigt at skifte mellem opgaver og udføre dem med minimal ventetid. Preempt_rt-patchen indeholder en implementering af event waiting-metoden (Futexes), som gør det muligt at kommunikere mellem processer med meget lavere latenstid end i almindelige Linux-kerner.

Hvad er kernen til?

Linux-kernen (Kernel) er den software, der er grundlaget for Linux-operativsystemet. Den udgør grænsefladen mellem hardware og programmer, administrerer hukommelse, processer, filsystemet og andre aspekter af operativsystemet.

Kernel-rt (Real Time) er en særlig version af Linux-kernen, som giver en mere præcis og forudsigelig styring af styresystemets processer. Den bruges til opgaver, der kræver høj hastighed og reaktionsevne, f.eks. industriel procesautomatisering, telekommunikation, robotkontrolsystemer og mange andre.

Kernel-rt giver også forbedret kompatibilitet med realtidsapplikationer som f.eks. realtids-multitasking-operativsystemer (RTOS), der bruges i automatiseringscontrollere og andre kontrolsystemer.

Fordele ved Kernel-rt-kernen

1. Giver minimal latenstid og jitter i realtidssystemets drift.
2. Giver mulighed for mere præcis styring og udnyttelse af systemressourcer.
3. Understøtter de fleste moderne hardwareplatforme og -enheder.
4. Forbedrer den samlede systemydelse.

Det skal bemærkes, at brug af Kernel-rt-kernen kan kræve yderligere viden og erfaring med konfiguration af operativsystemer, så brugen er normalt begrænset til eksperter og udviklere, der har specialiseret sig i realtidssystemer.

Ulemper ved Kernel-rt-kernen

Kernel-rt-kernen har også sine egne ulemper:

1. Behov for yderligere konfiguration og ekspertise - kræver mere kompleks opsætning og verifikation, fordi brugen i realtid er ekstremt følsom over for indstillinger og konfiguration.
2. Hardwarebegrænsninger - understøttes muligvis ikke af noget hardware, især ældre eller sjælden hardware.
3. Anvendelsesbegrænsninger - konfigureret til realtid og måske ikke egnet til andre opgaver som f.eks. programudvikling og fejlsøgning.
4. Forringelse af multitasking - på grund af øget realtidsdrift kan Kernel-rt-kernen være mindre effektiv til at håndtere flere opgaver samtidigt.
5. Uforudsigelighed - selvom kernen kan reducere latenstid og jitter i systemdriften, kan den stadig ikke garantere, at de helt forsvinder. Det kan være kritisk i nogle tilfælde, f.eks. med højfrekvente applikationer.

Brugen af Kernel-rt-kernen kræver en grundig undersøgelse af dens funktioner, fordele og begrænsninger for at kunne træffe det rigtige valg, når man udvikler realtidssystemer.