Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Experience Report: Towards Extending an OSEK-Compliant RTOS with Mixed Criticality Support

Gupta T., Luit E. J., van den Heuvel M. M. H. P., Bril R. J.

e-Informatica Software Engineering Journal

|

2018

|

Vol. 12, nr 1

305--320

EN

Background: With an increase of the number of features in a vehicle, the computational requirements also increase, and vehicles may contain up to 100 Electronic Control Units (ECUs) to accommodate these requirements. For cost-effectiveness reasons, amongst others, it is considered desirable to limit the growth of, or preferably reduce, the number of ECUs. To that end, mixed criticality is a promising approach that received a lot of attention in the literature, primarily from a theoretical perspective. Aim: In this paper, we address mixed criticality from a practical perspective. Our prime goal is to extend an OSEK-compliant real-time operating system (RTOS) with mixed criticality support, enabling such support in the automotive domain. In addition, we aim at a system (i) supporting more than two criticality levels; (ii) with minimal overhead upon an increase of the so-called criticality level indicator of the system; (iii) requiring no changes to an underlying operating system; and (iv) featuring further extensions, such as hierarchical scheduling and multi-core. Method: We used the so-called adaptive mixed criticality (AMC) scheme as a starting point for mixed criticality. We extended that scheme from two to more than two criticality levels (satisfying (i)) and complemented it with specified behavior for criticality level changes. We baptized our extended scheme AMC*. Rather than selecting a specific OSEK-compliant RTOS, we selected ExSched, an operating system independent external CPU scheduler framework for real-time systems, which requires no modifications to the original operating system source code (satisfying (iii)) and features further extensions (satisfying (iv))). Results: Although we managed to build a functional prototype of our system, our experience with ExSched made us decide to rebuild the system with a specific OSEK-compliant RTOS, being µC/OS-II. We also briefly report upon our experience with AMC* and suggest directions for improvements. Conclusions: Compared to extending ExSched with AMC*, extending µC/OS-II turned out to be straightforward. Although we now have a basic system operational and available for experimentation, enhancements of the AMC*-scheme are considered desirable before exploitation in a vehicle. Background: With an increase of the number of features in a vehicle, the computational requirements also increase, and vehicles may contain up to 100 Electronic Control Units (ECUs) to accommodate these requirements. For cost-effectiveness reasons, amongst others, it is considered desirable to limit the growth of, or preferably reduce, the number of ECUs. To that end, mixed criticality is a promising approach that received a lot of attention in the literature, primarily from a theoretical perspective. Aim: In this paper, we address mixed criticality from a practical perspective. Our prime goal is to extend an OSEK-compliant real-time operating system (RTOS) with mixed criticality support, enabling such support in the automotive domain. In addition, we aim at a system (i) supporting more than two criticality levels; (ii) with minimal overhead upon an increase of the so-called criticality level indicator of the system; (iii) requiring no changes to an underlying operating system; and (iv) featuring further extensions, such as hierarchical scheduling and multi-core. Method: We used the so-called adaptive mixed criticality (AMC) scheme as a starting point for mixed criticality. We extended that scheme from two to more than two criticality levels (satisfying (i)) and complemented it with specified behavior for criticality level changes. We baptized our extended scheme AMC*. Rather than selecting a specific OSEK-compliant RTOS, we selected ExSched, an operating system independent external CPU scheduler framework for real-time systems, which requires no modifications to the original operating system source code (satisfying (iii)) and features further extensions (satisfying (iv))). Results: Although we managed to build a functional prototype of our system, our experience with ExSched made us decide to rebuild the system with a specific OSEK-compliant RTOS, being µC/OS-II. We also briefly report upon our experience with AMC* and suggest directions for improvements. Conclusions: Compared to extending ExSched with AMC*, extending µC/OS-II turned out to be straightforward. Although we now have a basic system operational and available for experimentation, enhancements of the AMC*-scheme are considered desirable before exploitation in a vehicle.

2

Closed-loop Laser Stabilization System

Plewinski P., Makowski D., Mielczarek A., Napieralski A.

Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania

|

2016

|

Vol. 57, nr 12

22--26

EN

European XFEL project developed in Hamburg by Deutsches Elektronen-Synchrotron contains a linear accelerator capable of generating light pulses at extremely short wavelengths, which will enable observing short lasting phenomena at atomic scale. Mode-locked lasers are commonly used in such facilities. Laser diode driver (LDD) is a significant element in the beam monitoring system, which will be used in the XFEL laser. Its role is to provide constant current source, linear, noiseless, and accurate, that delivers exactly the current to the laser diode that it needs to operate for a particular application. To ensure stable power output to the laser diode, PI controller was implemented. The code of the PI routine was optimized to enable higher frequency of its execution, which should improve the regulation parameters. This paper presents the microprocessor-based laser diode driver that can be used for a free electron laser system. It focuses on the firmware based on a real-time operating system (RTOS) developed to provide good stability of PI regulation combined with high flexibility in terms of system control.

PL

European XFEL to projekt lasera z akceleratorem liniowym budowany w Hamburgu przez Deutsches Elektronen-Synchrotron. Jest zdolny do generowania impulsów światła o ekstremalnie krótkich częstotliwościach. Dzięki temu umożliwi obserwację krótkotrwałych zjawisk w skali atomowej. Lasery synchronizowane fazowo są powszechnie wykorzystywane w tego typu systemach. Sterownik Diody Laserowej (LDD) jest istotnym elementem systemu monitorowania wiązki laserowej, który zostanie użyty w laserze XFEL. Jest to liniowe źródło prądowe o stałym natężeniu i niskim poziomie szumów, którego zadaniem jest dostarczanie zadanego napięcia odpowiedniego do potrzeb konkretnego zastosowania. Kontroler PI został wykorzystany, aby zapewnić dostarczanie stałej mocy do diody laserowej. Kod kontrolera został zoptymalizowany tak, aby uzyskać wyższą częstość jego wykonania, co powinno mieć pozytywny wpływ na jakość regulacji. Artykuł przedstawia sterownik diody laserowej oparty na mikroprocesorze, który może być użyty w laserach na swobodnych elektronach. Opisane jest w szczególności oprogramowanie oparte o system czasu rzeczywistego, zaprojektowany tak, aby zapewnić wysoką stabilność regulacji kontrolerem PI oraz dużą elastyczność w zakresie sterowania.

3

Real-Time Operating Systems for Robotic Applications : a Comparative Survey

Kmiecik P., Granosik G.

Journal of Automation Mobile Robotics and Intelligent Systems

|

2015

|

Vol. 9, No. 3

9--17

EN

Modern robotics brings up a variety of new challenges. Industrial-only times are gone forever. Nowadays, by performing many diversified services, robots turned out to be a part of our everyday life. There is no doubt that they should be able to interact with this new miscellaneous environment seamlessly. Along with the number of requirements, the importance of software increases. While gaining more autonomy, besides standard motion control, a wide range of cogntive tasks has to be executed simultaneously. It is quite obvious that complex systems with a lot of independent modules and many functions to perform need flexible and reliable sofware solutions. This article takes a Real-Time Operating System as an answer to the problems of the new generation robotics.By comparing selected features, it provides an evaluation of the most popular commercial and non-commercial solutions. Paper describes the key characteristics that should be taken into consideration during the design process and presents several examples of their successful robotic applications, including our own choices for decentralized controllers.

4

Problemy implementacji systemu sterowania lotem na platformę systemu operacyjnego czasu rzeczywistego VxWorks

Samolej S., Rogalski T., Nowak D.

Zeszyty Naukowe Politechniki Rzeszowskiej. Mechanika

|

2013

|

z. 85[288], nr 4

515--524

PL

Wprowadzanie technik wytwarzania oprogramowania sterującego dla statków powietrznych oparte na systemach operacyjnych napotyka na pewne bariery psychologiczne. Procedury komunikacyjne, zarządzające procesami oraz sterujące urządzeniami wejścia/wyjścia są dostarczane w postaci skompilowanych modułów programowych, co często rodzi wątpliwości co do jakości i przewidywalności otrzymanych gotowych modułów programowych. Oprogramowanie przygotowywane na platformę systemu operacyjnego czasu rzeczywistego ma zwykle strukturę współbieżną, składającą się z komunikujących się między sobą i otoczeniem potencjalnie równolegle wykonywanych zadań. Opracowywanie aplikacji współbieżnych ma opinię zadania trudnego i niosącego wiele zagrożeń, takich jak możliwość zakleszczenia czy zagłodzenia procesów obliczeniowych. W pracy omówiono praktyczne zagadnienia związane z opracowywaniem oprogramowania systemu sterowania lotem na platformę wielozadaniowego systemu operacyjnego czasu rzeczywistego. Przeprowadzono dyskusję nad celowością stosowania systemów operacyjnych w aplikacjach awionicznych. Rozważano problemy dekompozycji podsystemów sterowania na zbiór współbieżnych zadań czasu rzeczywistego oraz zasady konstruowania kanałów komunikacyjnych pomiędzy komponentami systemu. Opracowanie podsumowuje doświadczenia zdobyte podczas wytwarzania oprogramowania autopilota dla Latającego Obserwatora Terenu, realizowanego jako projekt rozwojowy nr OR00011611.

EN

Implementation of manufacturing techniques of control software for aicrafts based on operating systems encounters psychological difficulties. Communication procedures of processes management and control input-output attachments are delivered as complicated programmatic modules which raise doubts about quality and predictability of ready-to-use programmatic modules. Real-time operating system software has usually concurrent structure consisting of potentially parallel tasks communicating with each other. Developing of concurrent applications is a difficult task and is characterized by number of risks, such as possibility of deadlock or starvation of computational processes. Some new development steps ought to be taken into consideration during the real-time operating system based on flight control system programming. These steps as well as the advantages and disadvantages of real-time operating systems introduction in avionic applications are discussed in this paper. The technique of decomposition of flight control functions into a set of cooperating real-time tasks and inter-tasks data exchange strategies are also briefly presented. The research reported in this paper was supported by Polish scientific founds as a development project No. OR00011611.

5

Mikroprocesorowy moduł do akwizycji danych z wykorzystaniem systemu czasu rzeczywistego

Wojciechowski T., Grabarczyk M., Kopiec D., Woszczyna M., Zawierucha P., Gotszalk T.

Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania

|

2010

|

Vol. 51, nr 2

104-106

PL

W artykule przedstawiono budowę i zasadę działania modułu do akwizycji danych wykorzystującego oprogramowanie oparte na systemie czasu rzeczywistego. Zaletą takiego rozwiązania jest ograniczony od góry czas odpowiedzi na zdarzenie zewnętrzne, a także łatwość tworzenia oprogramowania. Moduł pozwala na sterowanie dowolnymi urządzeniami, które wykorzystują standard USART.

EN

Design and operation principles of a module for data acquisition with real-time operating system are described in the paper. Main advantages of such a solution are limited response time for external event and simplified source cod e developing. This module allows to control any device that uses USART communication standard.

6

Application of distributed computing for modeling and optimal past-correction of linear time-invariant systems in real-time

Wojciechowski R.

Zeszyty Naukowe. Elektryka / Politechnika Łódzka

|

2008

|

z. 115

169-175

EN

In the paper, the principles of modeling and optimal past-correction of linear time-invariant systems in real-time are shown. The task of system model structure design, i.e. structural identification and the process of calculating structure parameters, i.e. parametrical identification are described. The correction of LTI systems is discussed and the form of the constructive system correction is also shown. In the paper, the concept of distributed environment for system research is described and the details of the environment implementation in QNX real-time operating system are presented.

PL

W artykule zaprezentowano podstawy modelowania i optymalnej korekcji końcowej stacjonarnych systemów liniowych w czasie rzeczywistym. Opisano zadanie określenia struktury modelu systemu, tj. identyfikacji strukturalnej, oraz wprowadzono opis procesu wyznaczania parametrów ww. struktury, tj. identyfikacji parametrycznej. Przedstawiono zagadnienie korekcji stacjonarnych systemów liniowych, zaprezentowano również konstruktywną postać zadania korekcji. W artykule zaprezentowano również koncepcję środowiska rozproszonego do badań systemów oraz przybliżono szczegóły implementacji środowiska w systemie czasu rzeczywistego QNX.

7

System monitorowania i zarządzania urządzeniami przez sieć Ethernet/Internet dla małych firm, analiza na tle aktualnych tendencji

Pawłowski P., Wiśniewski T. K., Radziusz W., Maslennikova N.

Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania

|

2007

|

Vol. 48, nr 11

54-57

PL

Na tle aktualnych, szerszych tendencji w budowie przemysłowych systemów nadrzędnego sterowania i akwizycji danych, zaprezentowano przykład realizacji systemu monitorowania i zarządzania (nadzoru) urządzeniami przez sieć Ethernet/Internet, przeznaczonego dla małych firm oraz budynków inteligentnych. Bazując na przykładowym rozwiązaniu, odniesiono się do publikowanych stwierdzeń na temat stopnia i tendencji w zakresie wykorzystania standardów otwartych i Intemetu w automatyzacji pomiarów, monitorowania, kontroli nadrzędnej oraz realizacji interfejsu człowiek-maszyna.

EN

In this paper, on the background of current, broader tendencies of industrial supervisory control and data acquisition systems construction, an example of realization of system of monitoring and appliances management using Ethernet/Internet is presented, which is destined for small industrial enterprises, as well as for intelligent buildings. Basing on the exemplar solution, some comments have been presented with reference to the published statements about an advancement degree and tendencies in the field of application of open standards and Internet in automation of the measurement, monitoring, supervisory control and human-machine interface realization.