QNX — system czasu rzeczywistego z elektrownii i smartfona

O QNX pisałem już wcześniej, teraz jednak chciałbym temat odrobinę rozwinąć. Przekonały mnie do tego ostatnie dyskusje do jednego z newsów dot. słabej sprzedaży Windows Phone, gdzie kilku użytkowników zaczęło zachwycać się rozwiązaniem BlackBerry, który w swoich urządzeniach stosuje właśnie ten system czasu rzeczywistego.

Czym jest ten cały QNX

Przede wszystkim jest systemem czasu rzeczywistego, o których pisałem już wcześniej. Charakteryzuje go przede wszystkim mikrojądro, które zapewnia bardzo wysoki poziom niezawodności. Dzięki jego zastosowaniu mamy pewność, że nasz system nie zawiesi się ponieważ każda aplikacja czy sterownik sprzętu jest umieszczony w odrębnej przestrzeni adresowej. Błędy występujące w aplikacji czy w sterowniku nie mają wpływu na resztę systemu i inne procesy działające w systemie. W chwili obecnej na rynku oprócz podstawowej wersji jądra QNX dostępne są również certyfikowane dla branży zbrojeniowej czy przeznaczone dla systemów bezpieczeństwa (jedyny system operacyjny certyfikowany w skali SIL). Wewnątrz mikrojądra uruchomiony jest Manager Procesów, który zarządza procesami, grupując wewnątrz nich wątki, zajmuje się ochroną pamięci adresowej, uruchamia i kończy procesy.

Wewnątrz systemu znaleźć można technologie, których próżno szukać w innych systemach. Do takich należy między innymi technologia partycjonowania, zapewniająca pewną część czasu procesora dla każdego kontenera z procesami. Jak to działa? Zakładając że mamy trzy procesy, które w znacznym stopniu obciążają system. Chcemy jednak, by nie doszło do sytuacji, w której cały czas procesora będzie do dyspozycji tych procesów, ponieważ możemy wtedy utracić możliwość uruchamiania nowych aplikacji czy sterowania system operacyjnym. W tym celu tworzymy np. trzy partycje-„kontenery” na nasze aplikacje – każda po 30%. W każdym z nich uruchamiamy jeden z naszych procesów. Mamy w tym momencie pewność, że każdy z procesów będzie miał do dyspozycji minimum 30% czasu procesora oraz, że nie stracimy kontaktu z naszym systemem przez zbyt duże zużycie zasobów komputera. Co ciekawe rozwiązanie jest całkowicie adaptowalne, tzn. jeśli tylko jeden z procesów potrzebuje więcej czasu procesora, a ten jest dostępny (bo np. inny proces skończył już obliczenia i czeka na kolejną porcję informacji) to czas ten zostanie mu przydzielony. Z czymś podobnym mamy do czynienia w rozwiązaniach związanych z wirtualizacją, ale nie działa to tak jak w przypadku QNX. System wyposażony jest również we własne środowisko graficzne. Do wersji 6.5 SP1 był to Photon microGUI, który doskonale nadaje się do tworzenia małych wbudowanych systemów HMI. Tworzenie interfejsów jest uproszczone do maksimum i sprowadza się do przeciągania odpowiednich kontrolek i widgetów w zadane miejsce okna. Sam system dostarcza wiele aplikacji, które można uruchomić w graficznym trybie użytkownika (który jest uruchamiany domyślnie wraz ze startem systemu). Od wersji 6.6 w QNX Neutrino rolę środowiska graficznego pełni screen. Umożliwia on poza ekranowe renderowanie złożonych grafik z różnych technologii, w tym HTML5, Elektrobit GUIDE, Crank Storyboard, Qt oraz natywnej (np., OpenGL ES). To środowisko graficzne służy jedynie do uruchamiania aplikacji w wyżej wymienionych technologiach, brak jest interfejsu znanego z wcześniejszych wersji systemu. Domyślnie po uruchomieniu systemu widoczne jest jedynie środowisko tekstowe.

Sam system to nie wysztko. Na QNX’a oprócz systemu operacyjnego QNX Neutrino składa się również platforma programistyczna – QNX Momentics, oparta o popularne IDE – eclipse.

Dzięki środowisku programistycznemu możemy w prostu sposób zarządzać systemem oraz przygotowywać aplikacje i sterowniki dla QNX Neutrino.

Do czego wykorzystać możemy QNXa? Do czego tylko chcemy - obecnie jest wykorzystywany w systemach zabezpieczeń, systemach sterowania (najczęściej tych krytycznych), w systemach zbrojeniowych. QNX świetnie radzi sobie z wielowątkowością, a dzięki zastosowaniu mikrojądra oraz technologi partycjonowania zapewnia płynność działania. Ten sam system, który pracuje w elektrowniach atomowych czy na stacji kosmicznej może również pracować na komórce - w telefonach BlackBerry wykorzystywany jest QNX!