RTOSVisor (Type 1 - Bare Metal Hypervisor)

RTOSVisor on Acontisin kehittämä bare metal -hypervisor, joka asennetaan suoraan teollisuustietokoneen pohjalle Windowsin tai Linuxin sijasta. Sen tehtävänä on jakaa laitteisto useisiin erillisiin käyttöjärjestelmäympäristöihin, joita kutsutaan partitioiksi.

Tämä mahdollistaa sen, että reaaliaikainen käyttöjärjestelmä, kuten RT-Linux, VxWorks tai QNX, voi ajaa ohjaustehtäviä täysin erillisenä kokonaisuutena, vaikka samassa tietokoneessa toimisi samaan aikaan Windows- tai Linux-pohjainen käyttöliittymä, datankeruu tai analytiikka.

Toisin kuin perinteinen virtualisointi, RTOSVisor on suunniteltu nimenomaan reaaliaikavaatimusten ehdoilla, mikä tarkoittaa, että ohjaussilmukat ja kenttäväylät toimivat yhtä deterministisesti kuin omalla erillisellä laitteellaan.

RTOSVisor jakaa laitteiston eri käyttöjärjestelmille

Kun tietokone käynnistyy, RTOSVisor ottaa koko laitteiston hallintaansa ja luo useita eriytettyjä ympäristöjä eli partitioita. Jokaisen partition käyttöön määritellään omat CPU-ytimet, oma muisti ja omat I/O-laitteet.

Esimerkiksi reaaliaikainen RT-Linux voi saada yhden tai useamman dedikoidun prosessoriytimen ja suoran pääsyn EtherCAT- tai CAN-väylään, kun taas Windows saa jäljelle jäävät ytimet, muistialueen ja perinteiset käyttöliittymälaitteet. Tämä laitteiston jako takaa sen, että reaaliaikainen prosessi toimii täysin riippumatta Windowsin tai muiden sovellusten kuormasta, päivityksistä tai mahdollisista virhetilanteista.

Reaaliaikajärjestelmä omaan partitioon

RTOSVisorin keskeinen tehtävä on eristää reaaliaikainen partitio niin, ettei Windows tai Linux pääse vaikuttamaan sen ajoitukseen millään tavalla. Reaaliaikainen käyttöjärjestelmä saa käyttää dedikoituja resursseja, eikä hypervisor salli muiden partitoiden kilpailla samoista CPU-ytimistä tai kenttäväylälaitteista. Tämän ansiosta ohjaus pysyy mikrosekuntitasolla deterministisenä, vaikka Windows samanaikaisesti renderöisi graafista käyttöliittymää, suorittaisi laskentaa tai kommunikoisi pilvijärjestelmien kanssa.

Mahdollistaa rinnakkaiset käyttöjärjestelmät

RTOSVisor mahdollistaa myös täysin erilaiset käyttöjärjestelmien yhdistelmät. Samassa laitteessa voi toimia esimerkiksi RT-Linux koneenohjaukseen, Windows modernille käyttöliittymälle ja erillinen Linux-partitio tekoälylaskentaan tai konttipalveluihin. Järjestelmä tukee myös sitä, että kaksi Linux-järjestelmää tai kaksi Windows-instanssia voidaan ajaa rinnakkain, mikä on hyödyllistä kehitysympäristöissä, modernisoinneissa tai kun halutaan erottaa ylläpitotoiminto tuotantoympäristöstä.

Turvallinen kommunikointi partitioiden välillä

Eri käyttöjärjestelmät voivat vaihtaa tietoa turvallisesti RTOSVisorin tarjoamien mekanismien kautta. Niitä ovat esimerkiksi erittäin nopea shared memory, virtuaaliset verkot tai muut virtuaaliset tiedonsiirtokanavat. Näiden avulla reaaliaikainen ohjaus voi välittää prosessiarvot käyttöliittymälle tai historiankirjoitukselle ilman että aikakriittisyys kärsii.

Vikatilanteiden hallinta – yksi OS ei kaada toista

RTOSVisorin yksi tärkeimmistä eduista on sen kyky estää vikatilanteiden leviämistä partitiosta toiseen. Jos Windows esimerkiksi kaatuu tai joutuu uudelleenkäynnistämään, reaaliaikainen ohjaus jatkaa toimintaansa muuttumattomana, koska sen resurssit ja käyttöjärjestelmäympäristö ovat täysin erillisiä. Tämä ominaisuus tekee RTOSVisorista erityisen arvokkaan sovelluksissa, joissa ohjaus ei saa missään tilanteessa pysähtyä.