提到QNX软件,也许熟悉度不够高,事实上,在众多的知名汽车中,在消费领域比如黑莓平板中,QNX Neutrino实时操作系统RTOS早已存在于我们的生产、生活周围。这种系统的性能究竟有何独到之处?QNX软件系统现场应用经理张人杰在2012工博会现场接受了记者采访。
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实时操作系统
目前的很多汽车通过安装安全带、安全气囊等保证人身安全,但是这种安全通常是在汽车撞击后才得以被动执行保护。张经理称:“在物联网时代,未来的汽车将是主动安全的。当每辆车里安装了实时操作系统安全度增加,车在撞击前会感知并自动做轻微转向,从而减少事故的发生可能。”而大多数工控设备的工作温度和工作环境变化较大,对系统环境有严苛要求,若系统恢复能力弱,在极端条件下很难满足响应需求。比如轨交信号控制系统,采用非实时性系统易在突发故障时无法及时反应,导致恶劣后果。“QNX可在300-500毫秒内可完成整个系统的启动,单个模块重启可能十几个毫秒即可,工控设备能快速恢复,用户体验佳。” QNX通过IEC 61508 SIL3安全系统认证,对于煤矿采掘控制、轧钢控制、机械控制等需要高安全系统的领域也极具应用价值。
模块化架构
一个系统好不好,很重要的一点是看它的长时间运行情况,以及在极端条件下的反应。“工控设备强调安全性、稳定,在内核设备中任何一个任务都可能影响整体性能。我们将系统各模块清楚划分,实行模块化架构,使系统破坏性降低。这就好比在密闭的大容器中有很多密闭小容器,小容器着火不会对整个大容器造成致命影响。” QNX Neutrino实时操作系统建立在微内核架构上,在这种系统中,所有驱动程序、应用程序、协议栈和文件系统都在内核外部内存受保护的安全用户空间内运行,几乎所有组件在出现故障时能自动重启而不影响其他组件或内核。这种模块化的结构使得QNX系统允许用户动态升级模块,引入新功能或实施问题修复,无需增加停机时间和系统中断的成本。
“QNX系统与其他系统的一大主要区别在于它是分布式操作系统。未来的工控设备是个互联互通的概念,由多个板卡组成,每个板卡有分离的操作系统,板卡间的通信需要有一套机制。QNX系统可使板卡内部以及板卡之间通信一致,变成分布式系统。”这种灵活拓展性大大方便了创建大型、高度容错的系统。
集成合作
除了在传统的汽车领域继续保持优势,QNX软件继续朝工控、航天航空等领域拓展。“随着技术发展,我们关注的层面也在不断朝上层走。早期注意点在操作系统核心内部,后来中间件成为技术发展主流。不同行业有不同的中间件,我认为中间件能否紧随时代标准的变化是技术是否跟上时代潮流的指标。因而我们着眼于与优秀的第三方厂商合作推出各种基于不同行业的解决方案。”
QNX Neutrino实时操作系统RTOS为各类网络协议、闪存文件系统和内建高可用性解决方案提供预集成的技术支持。2012年,集合了飞思卡尔双核处理器、EtherCAT协议软件、ISaGRAF的PLC固件以及RTOS的高级可编辑逻辑控制器(PLC)参考平台开发成功,提高了通过EtherCAT协议通信的控制应用的功能和可靠性。“这种软PLC解决方案是PLC的技术发展趋势,改变了过去硬PLC逻辑一旦固化修改代价大的状况,可以根据需要很方便地修改,实现可靠、轻松的工业控制系统编程。”(CEC金艳采访、编辑)