PERBANDINGAN ANTARA HARDWARE RTU RTOS DENGAN HARDWARE/SOFTWARE RTOS

Oleh :

Kriswanto Purwoko (41508120035)

Dalam ruang lingkup ini, masalah yang akan diangkat adalah bagaimana meminimalisasi rentang waktu atau respon pada interprocess yang terjadi di dalam internal kernel OS. Maka dari itu dalam hal ini para peneliti menggunakan suatu teknologi sistem operasi yang disebut RTOS (Real-Time Operating System). Modifikasi RTOS Atalanta di atas menjadi 3 wujud yaitu:

a. Software RTOS Atalanta, yaitu sistem operasi berupa software murni RTOS, seperti pada software sistem operasi pada umumnya, yang berupa sekumpulan instruksi-instruksi yang berada di dalam kernelnya.

b. Hardware RTU RTOS Atalanta, yaitu sistem operasi berupa chip RTU (Real-Time Unit), dengan cara mengubah sekumpulan modul-modul dalam sistem operasi menjadi Logic Gates dalam chip RTU. Beberapa modul-modul dalam sistem operasi yang diubah menjadi unit fungsional dalam chip RTU seperti Scheduler unit, MsgQLib (Message Queue Library), RTC (Real-Time Control), IRQ (Intellegent Interrupt Handler) dan Accelerator Interface. Kemudian interface dalam internal chip RTU yaitu GBI (Generic Bus Interface) dan interface yang menghubungkan chip RTU dengan Eksternal Bus.

c. Hardware/software SoCLC (System-on-a-chip Lock Cache) Atalanta, yaitu sistem operasi yang sebagian modul-modul dari kernel diubah menjadi chip dan sebagian lagi berupa software. Modul-modul yang diubah menjadi hardware adalah modul-modul yang menangani rutin-rutin instruksi permanen yang tidak perlu adanya perubahan terhadap modul itu, seperti instruksi-instruksi dalam penanganan Mutex (Mutual Exclusion) yaitu semaphore. Selebihnya yaitu sebagian modul-modul yang kemungkinan masih mengalami perubahan-perubahan untuk pemutakhiran sistem operasi. Sebagian berupa hardware (Lock Unit, yang terdiri dari beberapa processor dan Lock Variable), kemudian bagian yang berupa software yaitu Decoder dan Control Logic.

Dalam software RTOS murni seperti halnya sistem operasi pada umumnya, terdapat tiga lapisan yang saling terintegrasi, yaitu lapisan paling atas (application layer) yaitu untuk menangani layanan-layanan proses aplikasi end user, kemudian lapisan kedua adalah internal dari sistem operasi itu sendiri atau disebut kernel (kernel layer), yang merupakan rutin-rutin dasar dari sebuah sistem operasi untuk menangani penjadwalan seperti semaphore, dan lapisan yang ketiga untuk menangani komunikasi sistem operasi terhadap hardware (hardware layer).

Skema di atas adalah struktur dari sebuah software sistem operasi murni, terlihat dalam menangani sebuah request dari aplikasi user, sistem operasi harus melalui 3 tahapan seperti di atas, sehingga membutuhkan waktu tanggap yang cukup besar.

Berbeda dengan sistem SoCLC yang sebagian modul-modul dari sistem operasi ada yang diubah menjadi hardware (chip) dan yang sebagian lagi menjadi software.

Dapat terlihat pada skema di atas, bahwa sistem SoCLC membagi dua internal kernel sistem operasinya, sebagian tetap berupa software, sebagian lagi diubah menjadi hardware yang diinterasikan pada chip. Hal ini dilakukan untuk memperingan tugas sistem operasi dalam melayani request-request dari aplikasi dengan membagi dua job-job yang diterima. Sedangkan untuk sistem hardware RTU, yaitu dengan merubah instruksi-instruksi dalam sistem operasi menjadi logic-logic dalam sebuah chip.

Seperti gambar di atas, dengan struktur sistem operasi seperti itu maka dapat memperkecil waktu tanggap karena sistem operasi dapat memperkecil angka siklus dalam melayani permintaan dari aplikasi, karena kernel sistem operasi itu sendiri langsung diintegrasikan ke dalam hardware.

Kesimpulan :

a. Sistem RTU memang dapat menghasilkan performa yang cukup baik, namun apabila dibutuhkan suatu perubahan terhadap instruksi-instruksi atau variabel-variabel dala sistem operasi maka, pengguna harus membongkar chip RTU untuk merubah logic-logic dalam chip dan membuat sistem yang baru, dengan kata lain dalam hal konfigurasi ulang sangatlah sulit dan untuk sistem RTU dinilai kurang efisien.

b. Sistem software RTOS murni, di sisi lain memang sangat mudah untuk mengkonfigurasi ulang sistem, namun dapat dibuktikan juga mengenai performance sistem yang buruk.

c. Sistem SoCLC, memang apabila dibandingkan dengan performa sistem RTU tidaklah lebih baik, namun dilihat dari kekurangan RTU itu sendiri, SoCLC diciptakan untuk mengatasi masalah itu. Dengan membuat modul-modul sistem operasi menjadi software, yaitu modul-modul sewaktu-waktu membutuhkan konfigurasi ulang, selebihnya adalah modul-modul yang mengandung rutin-rutin penjadwalan seperti semaphore, di mana modul-modul seperti itu sangat jarang sekali mengalami suatu perubahan, maka diubahlah menjadi suatu logic pada unit hardware.