Kernel Linux - Kernel-rt

O kernel-rt é um kernel Linux especial que foi concebido para proporcionar um funcionamento em tempo real (RT). O Kernel-rt inclui um agendamento mais apertado e regras de gestão de recursos para minimizar a latência e o jitter, que é frequentemente crítico para sistemas como sistemas de controlo automático, equipamento médico, etc.

O Kernel-rt contém um patch preempt_rt que permite ao kernel Linux alternar rapidamente entre tarefas e executá-las com latência mínima. O patch preempt_rt contém uma implementação do método de espera de eventos (Futexes), que permite a comunicação entre processos com uma latência muito menor do que nos kernels Linux padrão.

Para que serve o Kernel?

O kernel do Linux (Kernel) é o software que constitui a base do sistema operativo Linux. Fornece a interface entre o hardware e as aplicações, gere a memória, os processos, o sistema de ficheiros e outros aspectos do sistema operativo.

Kernel-rt (Real Time) é uma versão especial do kernel Linux que fornece um controlo mais preciso e previsível dos processos do sistema operativo. É utilizado em tarefas que requerem alta velocidade e capacidade de resposta, tais como automação de processos industriais, telecomunicações, sistemas de controlo de robôs e muitos outros.

O Kernel-rt também proporciona uma melhor compatibilidade com aplicações em tempo real, tais como sistemas operativos multitarefa em tempo real (RTOS) utilizados em controladores de automação e outros sistemas de controlo.

Benefícios do kernel-rt

1. Fornece latência e jitter mínimos na operação do sistema em tempo real.
2. Permite uma gestão e utilização mais precisas dos recursos do sistema.
3. Suporta a maioria das plataformas e dispositivos de hardware modernos.
4. Melhora o desempenho geral do sistema.

É de notar que a utilização do kernel-rt pode exigir conhecimentos e experiência adicionais na configuração do sistema operativo, pelo que a sua utilização é normalmente limitada a peritos e programadores especializados em sistemas em tempo real.

Desvantagens do kernel Kernel-rt

O kernel-rt tem também as suas próprias desvantagens:

1. Necessidade de configuração e conhecimentos adicionais - requer uma configuração e verificação mais complexas porque a sua utilização em tempo real é extremamente sensível às definições e à configuração.
2. Limitações de hardware - pode não ser suportado por algum hardware, especialmente hardware antigo ou raro.
3. Limitações de utilização - configurado para tempo real, pode não ser adequado para outras tarefas, como o desenvolvimento e a depuração de programas.
4. Deterioração da multitarefa - devido ao aumento da operação em tempo real, o kernel do Kernel-rt pode ser menos eficiente em lidar com múltiplas tarefas simultaneamente.
5. Imprevisibilidade - embora o kernel possa reduzir a latência e a instabilidade no funcionamento do sistema, pode não garantir a sua total ausência. Isto pode ser crítico nalguns casos, como o das aplicações de alta frequência.

A utilização do núcleo Kernel-rt requer um estudo cuidadoso das suas caraterísticas, vantagens e limitações, de modo a fazer a escolha certa aquando do desenvolvimento de sistemas de tempo real.