Ядро Linux - Kernel-rt

Kernel-rt ядро - спеціальне ядро Linux, яке розроблено для забезпечення роботи в режимі реального часу (РВ). Kernel-rt містить більш жорсткі правила планування та управління ресурсами, щоб звести до мінімуму затримки і джиттер, що часто є критично важливим для систем на кшталт автоматичних керуючих систем, медичного обладнання і т.д.

Kernel-rt містить у собі preempt_rt патч, який дає змогу ядру Linux швидко перемикатися між завданнями і виконувати їх із мінімальними затримками. Патч preempt_rt містить реалізацію методу очікування подій (Futexes), який забезпечує міжпроцесну взаємодію з набагато меншими затримками, ніж у стандартних ядрах Linux.

Для чого ядро?

Ядро Linux (Kernel) є програмним забезпеченням, яке є основою операційної системи Linux. Воно забезпечує інтерфейс між апаратним забезпеченням і додатками, керує пам'яттю, процесами, файловою системою та іншими аспектами операційної системи.

Kernel-rt (Real Time) є спеціальною версією ядра Linux, яка забезпечує більш точне і передбачуване управління процесами операційної системи. Воно використовується в завданнях, що вимагають високої швидкості та реактивності, таких як автоматизація виробничих процесів, телекомунікації, системи управління роботами та багато інших.

Kernel-rt також забезпечує поліпшену сумісність з реальними часовими додатками, такими як багатозадачні операційні системи реального часу (RTOS), які використовуються в контролерах автоматизації та інших системах управління.

Переваги Kernel-rt ядра

1. Забезпечує мінімальні затримки і джиттер у роботі системи в режимі реального часу.
2. Дає змогу точніше керувати ресурсами системи та їх використанням.
3. Підтримує більшість сучасних апаратних платформ і пристроїв.
4. Дає змогу поліпшити продуктивність системи загалом.

Слід зауважити, що використання Kernel-rt ядра може зажадати додаткових знань і досвіду в налаштуванні операційної системи, тому його застосування зазвичай обмежене експертами і розробниками, які спеціалізуються на системах реального часу.

Недоліки Kernel-rt ядра

У Kernel-rt ядра є і свої недоліки:

1. Необхідність у додатковому налаштуванні та досвіді - вимагає складнішого налаштування і перевірки, оскільки його використання в реальному часі надзвичайно чутливе до налаштувань і конфігурації.
2. Обмеження на обладнання - може не підтримуватися деяким обладнанням, особливо застарілим або рідкісним.
3. Обмеження на використання - сконфігуровано для роботи в режимі реального часу і може не бути придатним для інших завдань, як-от розробка та налагодження програм.
4. Погіршення багатозадачності - зважаючи на посилену роботу в режимі реального часу, Kernel-rt ядро може бути менш ефективним в обробці декількох завдань одночасно.
5. Непередбачуваність - ядро здатне зменшити затримки та джиттер у роботі системи, воно все ж може не гарантувати їхню повну відсутність. У деяких випадках це може бути критично, наприклад, під час роботи з високочастотними додатками.

Використання Kernel-rt ядра вимагає уважного вивчення його особливостей, переваг та обмежень, щоб зробити правильний вибір під час розробки систем реального часу.