Echtzeitsysteme auf Linux-Basis

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Echtzeitsysteme (real-time systems) sind Systeme zur unmittelbaren Steuerung und Abwicklung von Prozessen, die dafür an sie gestellte quantitative Echtzeitanforderungen erfüllen müssen. Diese kommen in diversen Technikgebieten zur Anwendung, etwa in der Prozessleittechnik, in Motorsteuerungen, in der Robotik und in weiteren Bereichen.

Echtzeitsysteme und Linux

Echtzeitsysteme kommen immer dann zum Einsatz, wenn dynamische Prozesse in der realen Welt beobachtet, gesteuert oder geregelt werden müssen. Hierunter fallen elektrische, mechanische und hydraulische Systeme. Hierbei entscheiden Maßzahlen wie Samplingrate und Jitter über eine geeignete Reaktion des Echtzeitsystems auf seine Umwelt. In Abhängigkeit der reellen Prozesse werden hier verschiedene Anforderungen benötigt: ein System zur Temperaturregelung (vgl. SATCO) erfordert eine Samplingrate im Bereich von mehreren Sekunden, während ein BLDC Elektromotor im Mikrosekundenbereich geregelt werden muss. Echtzeit beschreibt hierbei die angemessene Reaktionszeit von der Messgröße zur Stellgröße.

COSATEQ hat langjährige Erfahrung bei Konzeption und Umsetzung von Echtzeitsystemen. Grundlage hierfür sind Embedded Systeme, Linux Echtzeitsysteme (Xenomai) oder speicherprogrammierbare Steuerungen (SPS). Unabhängig vom System ist hierbei meistens eine feinabgestimmte Koordination zwischen langsamen und schnellen Echtzeitprozessen notwendig. COSATEQ beherrscht hier alle notwendigen Techniken für ein robuste Softwarearchitektur (z.B. Interprozesskommunikation und Queueingtechniken).
  • Hydraulik
  • Pneumatik
  • Thermodynamik
  • Elektrische Antriebe
  • Mechanisch schwingende Systeme
  • Systeme mit nicht konzentrierten Parametern (Konvektion und Diffusion)

Echtzeit fĂĽr Embedded Systeme

Embedded Systeme (mit oder ohne Betriebssystem) bieten eigene Herausforderungen vom logischen Design mit Pin-Layout über die korrekten Registerkonfiguration für IO Subsystemen (I2C, SPI, PWM, Timer) bis zur Umsetzung der Applikation und die Kommunikation mit übergeordneten Systemen (z.B über CAN Bus).

COSATEQ bietet individuelle Softwareentwicklung für Embedded Systemen auf Basis von Texas Instruments Hercules RM46 und Microchip AVR32 Microcontrollern in C/C++ an.

Linux Xenomai Echtzeitentwicklung

Xenomai ist eine Echtzeitplattform auf Grundlage des Linux Kernels. Der sogenannte I-pipe Patch sorgt hier für eine Entkopplung der Interrupts, die ansonsten die Prozessoraktivität und somit die Echtzeit unterbrechen würden. Das System eignet sich für x86 oder auch ARM CPUs.

COSATEQ hat Expertise bei der Implementierung von Echtzeitanwendungen mit den verschiedenen Xenomai skins (z.B. POSIX und cobalt).

Echtzeit fĂĽr SPS Systeme

Auch speicherprogrammierbare Steuerungen (SPS) gehören zum Bereich der Echtzeitsysteme, da diese ebenso mit Prozessen in der realen Welt interagieren müssen.

Bei COSATEQ besitzen wir alles notwendig Know-How auf Echtzeitanforderungen im Bereich SPS zu reagieren. COSATEQ bietet auch hier für die folgenden Systeme ein Dienstleistungsspektrum von der Konzeption und Auslegung bis zur Umsetzung an:


  • Siemens S7, TIA Portal
  • Beckhoff, TWINCAT
  • Bachmann M1
  • FESTO CPX, CODESYS
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