AES_2 2022

Primo piano 23 SCENARI Automazione e Strumentazione n Marzo 2022 agli eventi. Per esempio, in GPOS come il sistema operativo Windows, o qualunque distribuzione Linux diffusa sul mercato, che possono essere installatati su macchine desktop o server, il ritardo nell’esecuzione di un task varia in funzione del carico di lavoro e del livello di priorità, e non vi sono garanzie su quando quel task verrà effettiva- mente completato. Un RTOS non si comporta così: le parole chiave che identificano il suo funzionamento sono deter- minismo e predicibilità , in quanto il sistema ope- rativo real-time deve completare i task entro inter- valli di tempo ben precisi, mantenendo un elevato livello di affidabilità. In campo industriale, quanto sia importante que- sta capacità di reazione, di puntuale risposta a uno stimolo esterno, lo si capisce subito pensando al perfetto tempismo che, ad esempio, un sistema automatizzato d’ispezione visiva deve garantire, e mantenere, nella cattura e analisi dell’immagine di una parte o componente, prima che questo pro- ceda lungo la linea di assemblaggio. Casi d’uso e processi come questo si possono definire ‘mission- critical’, perché se il timing non viene rispettato in maniera rigorosa, si possono verificare rallenta- menti o, peggio, tempi di fermo sulla linea (down- time), che finiscono per incidere sulla produzione in termini di produttività e costi. Anche al di fuori dell’automazione industriale e dei sistemi di con- trollo del movimento , vi sono settori, come quello automotive o avionico , in cui certe applicazioni e processi possono avere una rilevanza anche ‘safety- critical’, in quanto la latenza nella risposta del sistema può mettere a rischio la salute e l’incolu- mità dell’utente: si pensi, ad esempio, alle possibili conseguenze a cui può condurre un ritardo di aper- tura dell’airbag in seguito a un impatto stradale, o a cosa può succedere se una latenza nella risposta del sistema crea anomalie nel funzionamento della strumentazione di volo a bordo di un aeromobile. Sottolineata l’importanza del timing, nell’ambito degli RTOS, la letteratura del settore fa comunque una differenziazione tra i sistemi ‘hard real-time’, in cui la finestra temporale massima in cui deve essere garantita l’esecuzione di una data opera- zione è molto ristretta, e sistemi ‘soft real-time’, in cui tale finestra è più ampia. RTOS nelle applicazioni IoT Un’altra caratteristica che identifica gli RTOS è la loro capacità di funzionare su dispositivi embed- ded con limitazioni in fatto di risorse hardware, soprattutto in termini di memoria RAM o capa- cità di calcolo della CPU. Dispositivi tra cui pos- sono collocarsi anche quelli IoT o IIoT. Da questo punto di vista, sul mercato sono ampiamente diffusi RTOS, di natura commerciale o appartenenti al mondo open source, in grado di contenere il pro- prio ‘memory footprint’, l’ingombro in memoria, grazie a una progettazione del kernel che minimizza la necessità di risorse Ram e Rom. Inoltre, rispetto a vari IoT OS (IoT operating system), specifica- mente progettati per la Internet of Things, come potrebbero essere Ubuntu Core o Raspbian, di base non dotati di un kernel real-time, gli IoT RTOS possono rappresentare un’interessante alternativa: soprattutto, come si accennava all’inizio, in rap- porto al crescente sviluppo di applicazioni IoT in cui sono richiesti requisiti deterministici e risposte del sistema in tempo reale. In effetti, stima un rap- porto della società di ricerca e consulenza Fortune Business Insights , dai 381,30 miliardi di dollari del 2021, il mercato globale della IoT raggiungerà nel 2028 un valore di 1.854,76 miliardi di dollari, espandendosi con un tasso di crescita annuale com- posto (CAGR) pari al 25,4% nel periodo analizzato dallo studio (2021-2028). Tra i risultati chiave di un altro rapporto, pubbli- Gli RTOS attuali sono in grado di funzionare su dispositivi embedded e IoT con risorse hardware limitate (fonte: Pixabay)