A medida que la automatización llega a casi todos los aspectos de la sociedad, los sistemas operativos (SO) justo a tiempo se han vuelto críticos en industrias que van desde la automoción hasta las telecomunicaciones y la fabricación industrial. Los sistemas operativos en tiempo real (RTOS) garantizan respuestas precisas y deterministas, cumpliendo estrictos requisitos de sincronización críticos para la seguridad y el rendimiento. Pero, ¿un RTOS tradicional como Zephyr o FreeRTOS es la opción correcta para su negocio, o una solución Linux con funcionalidad lista para usar se adapta mejor a sus necesidades?
Nuestro último documento técnico explora estos problemas en profundidad y en este blog brindaremos una descripción general de alto nivel.
¿Qué hace que un sistema sea «en tiempo real»?
Los sistemas en tiempo real priorizan el tiempo sobre el rendimiento bruto. Están diseñados para manejar tareas específicas dentro de estrictas limitaciones de tiempo. A diferencia de los sistemas de propósito general que consideran el rendimiento general, los sistemas justo a tiempo se centran en resultados deterministas porque cada operación debe ocurrir de manera predecible dentro de límites definidos. Esta certeza es fundamental para aplicaciones como mecanismos de seguridad de vehículos, sistemas de control industrial e infraestructura de telecomunicaciones. En la siguiente sección, evaluaremos algunas consideraciones clave al comparar RTOS o Linux «duros» con capacidades en tiempo real. Para obtener un análisis más completo, consulte el informe técnico más reciente.
RTOS versus Linux en tiempo real: consideraciones clave
Los RTOS están diseñados específicamente para entornos donde el incumplimiento de los plazos puede provocar fallas catastróficas. Los RTOS tienen bajos gastos generales y garantizan una programación de tareas predecible, lo que los hace ideales para escenarios de misión crítica, como equipos médicos o sistemas de control aeroespacial. Sin embargo, su naturaleza altamente especializada limita la escalabilidad y la flexibilidad.
Linux en tiempo real, específicamente Conjunto de parches PREEMPT_RTampliando las capacidades de Linux mejorando la priorización de tareas y reduciendo la latencia. Si bien es posible que no logre el determinismo estricto de un programador tradicional o RTOS en aplicaciones ultracríticas, proporciona suficiente rendimiento inmediato para muchos casos de uso. Esto lo hace adecuado para proyectos que combinan requisitos inmediatos con necesidades operativas más amplias.
Además, la naturaleza de código abierto de Linux proporciona una amplia compatibilidad de hardware, un rico conjunto de herramientas de depuración y una comunidad de desarrolladores activa. Por el contrario, los RTOS propietarios a menudo requieren un desarrollo personalizado y carecen de una infraestructura de controladores sólida, lo que puede aumentar el tiempo de comercialización.
Finalmente, vale la pena mencionar que construir y mantener un RTOS requiere mucha experiencia interna. Las soluciones Live Linux a menudo ofrecen soporte a largo plazo (LTS) (por ejemplo, Live Ubuntu ofrece hasta 12 años de soporte) para garantizar confiabilidad, actualizaciones de seguridad y reducir los gastos operativos de una empresa.
Desde la automatización de fábricas y el control industrial hasta la baja latencia en la infraestructura de telecomunicaciones, existe la necesidad de garantizar la capacidad de respuesta y el comportamiento determinista para cargas de trabajo que requieren informática urgente. La siguiente sección ilustra cómo se pueden utilizar los sistemas operativos en tiempo real para atender aplicaciones con plazos determinados en dominios verticales.
Casos de uso entre industrias
Los sistemas operativos con capacidades justo a tiempo se pueden utilizar en una amplia gama de industrias, incluida la automatización de procesos (industria energética, petróleo, refinerías) y la automatización discreta (fabricación de automóviles). Además, a menudo se requiere potencia informática en tiempo real en la atención sanitaria, las fábricas, las redes de telecomunicaciones, los automóviles, la aviación, etc. También se utiliza en sistemas de control de calidad de productos, seguridad, petróleo y gas y de transporte que requieren una estricta precisión de automatización. Veamos algunos ejemplos específicos.
auto
Los sistemas inmediatos son fundamentales para funciones de seguridad como los sistemas de frenos antibloqueo y la conducción autónoma. Si bien los RTOS han dominado tradicionalmente las ECU, Linux cada vez más utilizado Debido a su escalabilidad y compatibilidad con diferentes hardware, es adecuado para aplicaciones de información y entretenimiento y de vehículo a todo (V2X).
telecomunicaciones
Las redes de telecomunicaciones requieren una latencia ultrabaja para aplicaciones como la infraestructura 5G. Ubuntu en tiempo real admite red de acceso de radio virtualizada (vRAN) y red de acceso inalámbrico abiertalogrando una asignación eficiente de recursos y funciones de red de alto rendimiento.
Automatización industrial
Las fábricas dependen de la informática determinista para gestionar las líneas de montaje y los sistemas de control. Ubuntu en tiempo real se combina con Time Sensitive Networking (TSN) y Intel Time Coordinated Computing (TCC) para proporcionar una sincronización precisa para aplicaciones industriales.
tomar la decisión correcta
Los sistemas justo a tiempo garantizan operaciones precisas y confiables en entornos críticos, y el uso efectivo de estas tecnologías puede ayudarlo a optimizar el rendimiento, reducir costos y acelerar el tiempo de comercialización. Si un RTOS o Linux justo a tiempo es más adecuado para su caso de uso dependerá de sus requisitos específicos, pero generalmente se reduce a las siguientes reglas generales:
- Para sistemas que son extremadamente sensibles a la latencia, RTOS proporciona el mayor grado de coherencia y determinismo.
- Linux en tiempo real con PREEMPT_RT proporciona versatilidad y compatibilidad excepcionales en entornos críticos mixtos que requieren capacidades en tiempo real y capacidades más amplias del sistema operativo.
Para obtener una visión más detallada de RTOS y Real-Time Linux, así como orientación adicional sobre cómo elegir la opción adecuada para su organización, visite el documento técnico completo.
