Unterschied zwischen QNX und VxWorks

Das erste, was uns in den Sinn kommt, wenn wir das Wort Betriebssystem hören, ist das Softwareprogramm, das in unseren Desktop-Computern und Laptops wie Microsoft Windows, Linux, Ubuntu usw. und Android für Smartphones verwendet wird. Tatsächlich betreiben die meisten digitalen elektronischen Geräte eine Art Betriebssystem, das vom Mikrocontrollerprogramm entwickelt wird. Die Entwicklung des Mikrocontrollers hat den Weg für zahlreiche Embedded-Systemanwendungen geebnet, die auf die eine oder andere Weise im täglichen Leben eine entscheidende Rolle spielen.

Ein solches System, von dem wir in letzter Zeit gehört haben, ist das Echtzeitbetriebssystem oder einfach als „RTOS“ (RTOS) bezeichnet. Das Echtzeitbetriebssystem (RTOS) ist ein Betriebssystem, das für Echtzeitanwendungen verwendet wird. Dies bedeutet, dass die Anwendungen Daten verarbeiten, sobald sie innerhalb einer bestimmten Zeitspanne eingehen. QNX und VxWorks sind zwei verschiedene Echtzeitbetriebssysteme, die hauptsächlich in industriellen und akademischen Umgebungen eingesetzt werden. Der Zweck des Artikels ist es, einen unparteiischen Vergleich zwischen den beiden durchzuführen.

Was ist QNX??

QNX ist ein kommerzielles Echtzeitbetriebssystem, das ursprünglich für eingebettete Systeme entwickelt wurde und ursprünglich von Quantum Software Systems in den frühen 80er Jahren entwickelt wurde. Das in Kanada ansässige Unternehmen wurde später in QNX Software Systems umbenannt und schließlich von Research in Motion (RIM) als Grundlage für das BlackBerry 10 OS und das damals beliebte BlackBerry Playbook erworben. Die im Playbook verwendete Version des Betriebssystems war QNX Neutrino, das auf einer echten Mikrokernel-Architektur aufgebaut war. QNX war das erste kommerziell erfolgreiche Mikrokernel-basierte Betriebssystem. QNX ist im Grunde ein Unix-artiges Betriebssystem, das auf einem echten Mikrokernel-Design und einer modularen Architektur basiert, bei der die Elemente des Betriebssystems als Tasks (Resource Managers) ausgeführt werden, die es den Entwicklern ermöglichen, alle Funktionen zu deaktivieren, die ihrer Meinung nach unwichtig sind in dem jeweiligen System nicht mehr erforderlich. Das Beste an QNX ist, dass es auf Message-basierter Interprozesskommunikation basiert.

Was ist VxWorks??

VxWorks ist ein Echtzeitbetriebssystem, das speziell für verteiltes Rechnen für Echtzeitanwendungen mit eingebetteten Systemen entwickelt wurde. Es ist ein proprietäres Echtzeitbetriebssystem, das von Wind River Systems, einem in Kalifornien ansässigen Unternehmen, entwickelt wurde, das auf die Entwicklung von Embedded-Software für intelligente, verbundene Systeme spezialisiert ist. VxWorks ist das branchenführende RTOS, das seit über drei Jahrzehnten eingebettete Systeme und Geräte herstellt. Es ist ein monolithischer Kernel mit umfangreichen Interprozesskommunikations- und Synchronisationsfunktionen. Jeder Build von VxWorks ist aufgrund seiner Architektur einzigartig, da das gesamte Betriebssystem im Kernel-Space arbeitet. Das bedeutet, dass alle Kernel-Services und die User-Services im selben Adressraum vorhanden sind, was die Ausführung des Betriebssystems beschleunigt. Es bietet Debugging-Funktionen, Leistungsüberwachung, Speicherverwaltung, CPU-Planung und andere Betriebssystemfunktionen über Systemaufrufe.

Unterschied zwischen QNX und VxWorks

1. Grundlagen von QNX und VxWorks

Bei beiden handelt es sich um sehr einzigartige Echtzeitbetriebssysteme, die speziell für Echtzeitanwendungen mit eingebetteten Systemen gedacht sind, die jeweils unterschiedliche Komponenten mit unterschiedlichen Funktionalitäten enthalten. Beide Systeme werden häufig in großen industriellen und akademischen Umgebungen eingesetzt und sind seit Jahrzehnten im Geschäft. QNX ist ein kommerzielles Echtzeitbetriebssystem, das in den frühen achtziger Jahren von Quantum Software Systems aus Kanada entwickelt wurde. Später wurde es 2010 von RIM übernommen. VxWorks ist eine proprietäre Software, die von Wind River Systems, einem in Kalifornien ansässigen Branchenführer für Embedded-Software, entwickelt wurde für intelligente vernetzte Produkte und Systeme.

2. Architektur von QNX und VxWorks

Beide Betriebssysteme verwenden einen Echtzeit-Kernel für geschäftskritische Anwendungen, die Daten verarbeiten, da sie bedeuten, dass das System einer Echtzeitbeschränkung unterliegt, die eine Antwort innerhalb vordefinierter Zeiteinschränkungen garantiert, die auch als "Fristen" bezeichnet werden. Der Hauptunterschied liegt in der Architektur - während QNX auf einer Message-Passing-Architektur basiert, eignet sich VxWorks für eine Shared-Memory-Architektur. Die Weitergabe von Nachrichten ist für das Kernel-Design von grundlegender Bedeutung, sodass das System Informationen von einer Task an eine andere oder an mehrere andere im System weiterleiten kann. Shared Memory-Architektur bezieht sich auf ein System, das seinen eigenen privaten Adressraum für physisch verteilte Speicher hat.

3. Kernel

Einer der Hauptunterschiede zwischen den beiden Echtzeitbetriebssystemen besteht darin, dass QNX ein Mikrokernel-basiertes Betriebssystem ist, während VxWorks ein monolithischer Kernel ist. Ein Mikrokern ist wie ein kleines Betriebssystem, das Systemaufrufe zur Verwaltung grundlegender Dienste wie Adressraumverwaltung, Threadverwaltung und Interprozesskommunikation nutzt. Es bezieht sich auf ein System, das einen begrenzten Satz von Grundelementen und eine minimale Softwareabhängigkeit zum Implementieren eines Betriebssystems erfordert. Ein monolithischer Kernel hingegen verwaltet alle Basisdienste und benutzerdefinierten Dienste einschließlich der Kommunikation zwischen Prozessen in einem geschützten Kernelraum. VxWorks ist als monolithischer Kern in sich geschlossen.

4. Terminplanung

Jeder Thread oder Prozess hat in QNX seine eigene Priorität. Unter QNX werden alle Prozesse auf einer prioritätsgesteuerten präventiven Basis ausgeführt, was bedeutet, dass der Prozess mit der höchsten Priorität zuerst auf die CPU zugreifen kann und die Prioritäten im Bereich von 0 bis 31 liegen. Die Planung erfolgt in Echtzeit und jeder Thread erbt die Priorität des übergeordneten Elements standardmäßig. Wenn zwei Threads die gleiche Priorität haben, werden vom QNX andere Zeitplanungsmethoden verwendet, z. B. FIFO, Round-Robin und Sporadic Scheduling. VxWorks verwendet dagegen nur zwei Arten von Zeitplanungsalgorithmen: die präemptive Prioritätssteuerung und die Round-Robin-Zeitplanung. Zusammen bieten sie den Benutzern mehr Kontrolle für eine effiziente Terminplanung.

QNX vs. VxWorks: Vergleichstabelle

Zusammenfassung der QNX Vs. VxWorks

Bei beiden handelt es sich um kernelbasierte Echtzeitbetriebssysteme, die für Echtzeitanwendungen vorgesehen sind, bei denen Aufgaben bearbeitet und abgeschlossen werden müssen, sobald sie innerhalb einer vordefinierten Zeitbeschränkung liegen, ansonsten als Fristen bezeichnet. Beide sind seit über 25 Jahren im Geschäft und auf die Entwicklung von Embedded-Produkten und -Systemen spezialisiert. Hier enden jedoch alle Gemeinsamkeiten. QNX ist ein auf Mikrokernen basierendes Echtzeitbetriebssystem, das aufgrund seiner Message Passing-basierten Architektur, die ideal für zuverlässige verteilte Systeme ist, von sich aus fasziniert. VxWorks ist ein monolithischer Kernel, der auf einer Shared-Memory-Architektur basiert und daher ideal für große industrielle Umgebungen wie z. B. Automobilsysteme, Avionik, Unterhaltungselektronik usw. geeignet ist.