Ядро Linux - Kernel-rt

Kernel-rt ядро - специальное ядро Linux, которое разработано для обеспечения работы в режиме реального времени (РВ). Kernel-rt включает в себя более жесткие правила планирования и управления ресурсами, чтобы свести к минимуму задержки и джиттер, что часто является критически важным для систем вроде автоматических управляющих систем, медицинского оборудования и т.д.

Kernel-rt содержит в себе preempt_rt патч, который позволяет ядру Linux быстро переключаться между задачами и выполнять их с минимальными задержками. Патч preempt_rt содержит реализацию метода ожидания событий (Futexes), который обеспечивает межпроцессное взаимодействие с гораздо меньшими задержками, чем в стандартных ядрах Linux.

Для чего ядро?

Ядро Linux (Kernel) является программным обеспечением, которое является основой операционной системы Linux. Оно обеспечивает интерфейс между аппаратным обеспечением и приложениями, управляет памятью, процессами, файловой системой и другими аспектами операционной системы.

Kernel-rt (Real Time) является специальной версией ядра Linux, которая обеспечивает более точное и предсказуемое управление процессами операционной системы. Оно используется в задачах, требующих высокой скорости и реактивности, таких как автоматизация производственных процессов, телекоммуникации, системы управления роботами и многие другие. 

Kernel-rt также обеспечивает улучшенную совместимость с реальными временными приложениями, такими как многозадачные операционные системы реального времени (RTOS), которые используются в контроллерах автоматизации и других системах управления.

Преимущества Kernel-rt ядра

1. Обеспечивает минимальные задержки и джиттер в работе системы в режиме реального времени.
2. Позволяет более точно управлять ресурсами системы и их использованием.
3. Поддерживает большинство современных аппаратных платформ и устройств.
4. Позволяет улучшить производительность системы в целом.

Следует заметить, что использование Kernel-rt ядра может потребовать дополнительных знаний и опыта в настройке операционной системы, поэтому его применение обычно ограничено экспертами и разработчиками, которые специализируются на системах реального времени.

Недостатки Kernel-rt ядра

У Kernel-rt ядра есть и свои недостатки:

1. Необходимость в дополнительной настройке и опыте -  требует более сложной настройки и проверки, поскольку его использование в реальном времени чрезвычайно чувствительно к настройкам и конфигурации.
2. Ограничения на оборудование - может не поддерживаться некоторым оборудованием, особенно устаревшим или редким.
3. Ограничения на использование - сконфигурировано для работы в режиме реального времени и может не быть подходящим для других задач, таких как разработка и отладка программ.
4. Ухудшение многозадачности - ввиду усиленной работы в режиме реального времени, Kernel-rt ядро может быть менее эффективным в обработке нескольких задач одновременно.
5. Непредсказуемость - ядро способно уменьшить задержки и джиттер в работе системы, оно все же может не гарантировать их полное отсутствие. В некоторых случаях это может быть критично, например, при работе с высокочастотными приложениями.

Использование Kernel-rt ядра требует внимательного изучения его особенностей, преимуществ и ограничений, чтобы сделать правильный выбор при разработке систем реального времени.