Diferența dintre QNX și VxWorks

Primul lucru care ne vine în minte atunci când auzim cuvântul de sistem de operare este programul software utilizat în calculatoarele noastre desktop și laptop-uri cum ar fi Microsoft Windows, Linux, Ubuntu etc și Android pentru smartphone-uri. De fapt, majoritatea dispozitivelor electronice digitale rulează un fel de sistem de operare în interiorul căruia se dezvoltă programul microcontrolerului. Evoluția microcontrolerului a deschis calea pentru numeroase aplicații de sistem încorporate care joacă un rol crucial în viața de zi cu zi într-un fel sau altul.

Un astfel de sistem pe care l-am auzit în ultima vreme este sistemul de operare în timp real sau pur și simplu denumit "RTOS". RTOS este un sistem de operare folosit pentru aplicații în timp real, adică aplicațiile care prelucrează date în timp ce apar într-o anumită perioadă de timp. QNX și VxWorks sunt două sisteme de operare diferite în timp real, utilizate în mare măsură în medii industriale și academice. Scopul articolului este de a face o comparație imparțială între cele două.

Ce este QNX?

QNX este un sistem de operare comercial în timp real, dezvoltat inițial pentru sistemele încorporate și a fost inițial dezvoltat de Quantum Software Systems la începutul anilor 1980. Compania cu sediul în Canada a fost ulterior redenumită QNX Software Systems și în cele din urmă a fost achiziționată de Research in Motion (RIM) pentru a fi utilizată ca fundație pentru sistemul BlackBerry 10 și apoi pentru BlackBerry Playbook. Versiunea sistemului de operare folosit în Playbook era QNX Neutrino, care a fost construită pe o adevărată arhitectură microkernel. QNX a fost primul sistem de operare bazat pe microkernel de succes comercial. QNX este în principiu un sistem de operare asemănător cu sistemul Unix, bazat pe un design real cu microkernel și o arhitectură modulară în care elementele sistemului de operare rulează ca sarcini, cunoscute sub numele de Manageri de resurse, care ar permite dezvoltatorilor să oprească orice funcționalitate pe care o consideră necesar în sistemul respectiv. Cel mai bun lucru despre QNX este că se bazează pe comunicarea bazată pe mesaje interprocese.

Ce este VxWorks?

VxWorks este un sistem de operare în timp real, proiectat special pentru calcul distribuit pentru aplicații în timp real cu sisteme încorporate. Este un sistem de operare propriu-zis în timp real, dezvoltat de Wind River Systems, o companie din California specializată în dezvoltarea de software încorporat pentru sisteme conectate inteligent. VxWorks este RTOS-ul de vârf al industriei care a construit sisteme și dispozitive încorporate de peste trei decenii. Este un kernel monolit cu comunicații inter-procese extinse și funcții de sincronizare. Fiecare construcție a VxWorks este unică datorită arhitecturii sale în care întregul sistem de operare funcționează în spațiul kernel, ceea ce înseamnă că toate serviciile de kernel și serviciile de utilizator există în același spațiu de adresă, ceea ce face ca execuția sistemului de operare să fie mai rapidă. Oferă funcții de depanare, monitorizarea performanțelor, gestionarea memoriei, programarea CPU și alte funcții ale sistemului de operare prin apeluri de sistem.

Diferența dintre QNX și VxWorks

1. Noțiuni de bază despre QNX și VxWorks

Ambele sunt sisteme de operare foarte unice în timp real, destinate în special aplicațiilor în timp real cu sisteme încorporate, fiecare cu încărcături diferite de componente cu diferite funcționalități. Ambele sisteme sunt utilizate pe scară largă în medii industriale și academice mari și au fost în afaceri de peste zeci de ani. QNX este un RTOS comercial dezvoltat de Quantum Software Systems din Canada la începutul anilor 1980, care a fost ulterior achiziționat de RIM în 2010. VxWorks este un software proprietar dezvoltat de Wind River Systems din California, liderul industriei specializate în crearea de software încorporat pentru produse și sisteme conectate inteligent.

2. Arhitectura QNX și VxWorks

Ambele sisteme de operare utilizează kernel-ul în timp real pentru aplicații critice care procesează datele așa cum este vorba, ceea ce înseamnă că sistemul supune unei constrângeri în timp real care garantează răspunsul în limitele de timp predefinite, altfel cunoscute sub numele de "termene limită". Principala diferență constă în arhitectură - în timp ce QNX se bazează pe o arhitectură de transmitere a mesajelor, VxWorks se pretează la arhitectura de memorie partajată. Transmiterea mesajelor este fundamentală pentru proiectarea kernelului, care permite sistemului să transmită informații de la o sarcină la alta sau la mai multe altele din sistem. Arhitectura de memorie comună se referă la un sistem care are propriul spațiu de adresă privată pentru memorii distribuite fizic.

3. Nucleu

Una dintre diferențele cheie dintre cele două sisteme de operare în timp real este că QNX este un sistem bazat pe microkernel, în timp ce VxWorks este un kernel monolitic. Un microkernel este ca un mic sistem de operare care utilizează apelurile de sistem pentru gestionarea serviciilor de bază, cum ar fi gestionarea spațiului de adrese, gestionarea firului și comunicațiile interprocese. Se referă la un sistem care necesită un set limitat de primitivi și o dependență de software minimă pentru implementarea unui sistem de operare. Un nucleu monolitic, pe de altă parte, gestionează toate serviciile de bază și serviciile definite de utilizator, inclusiv comunicațiile între procese într-un spațiu protejat al kernelului. Fiind un kernel monolitic, VxWorks este autonom.

4. Programare

Fiecare thread sau proces are prioritate proprie în QNX. Sub QNX, toate procesele rulează pe o bază preemptivă bazată pe priorități, ceea ce înseamnă că procesul cu cea mai mare prioritate devine accesibil mai întâi CPU, iar prioritățile variază de la 0 la 31. Planificarea are loc în timp real și fiecare thread moștenește prioritatea părintelui în mod implicit. Când două fire au aceeași prioritate, alte metode de programare sunt utilizate de QNX, cum ar fi FIFO, Round-Robin și Programare sporadică. VxWorks, pe de altă parte, folosește doar două tipuri de algoritmi de programare, programare prioritară bazată pe prioritate și programare Round-Robin. Împreună, ele oferă un grad mai mare de control pentru utilizatori pentru planificarea eficientă.

QNX vs. VxWorks: Graficul comparației

Rezumat al QNX Vs. VxWorks

Ambele sunt sisteme de operare în timp real bazate pe kernel, destinate aplicațiilor în timp real, care necesită procesarea și completarea sarcinilor în timp ce acestea se încadrează într-o constrângere de timp prestabilită, altfel numită termen limită. Ambele sunt în afacere de peste 25 de ani și sunt specializate în dezvoltarea de produse și sisteme încorporate, dar aici se termină toate asemănările. QNX este un sistem de operare în timp real bazat pe microkernel, care este destul de fascinant pe cont propriu, grație arhitecturii sale bazate pe mesaj, care este ideală pentru realizarea unor sisteme distribuite fiabile. VxWorks este un kernel monolit bazat pe o arhitectură de memorie partajată, ceea ce îl face ideal pentru medii industriale mari, cum ar fi sistemele auto, avionica, electronica de consum etc..