Siemens ERTEC 200 Development Kit. Leitfaden. Autor: Dipl.-Ing. (FH) Christoph Rotter Datum: Revision: 1.2

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1 Siemens ERTEC 200 Development Kit Leitfaden Autor: Dipl.-Ing. (FH) Christoph Rotter Datum: Revision: 1.2

2 Inhaltverzeichnis 1 Einleitung Revisionshistorie Erläuterungen zum Leitfaden Lieferumfang und benötigte Hard-/Software Übersicht Hardware einrichten CP1616 einbauen EB200 in Betrieb nehmen Verbindungen einrichten PROFINET IO-Controller Linux-Systemvoraussetzung Hardware-Voraussetzungen Linux-Grundkenntnisse für die Kommandozeile Linux vorbereiten Linux Leitfaden PROFINET IO-Device Tornado 2.2 installieren Tornado 2.2 vorbereiten Tornado 2.2 starten und Beispiel-Applikation generieren Tornado 2.2 FTP-Server einstellen Tornado 2.2 optional: Target-Server einstellen Terminal einstellen und Bootparameter des EB200 ändern Automatisierungssystem projektieren NCM 5.4 installieren NCM 5.4 vorbereiten NCM 5.4 starten und Projekt konfigurieren System in Betrieb nehmen Checkliste Device-Applikation Controller-Applikation Eigene Applikation erstellen IO-Modul erstellen GSD-Datei für das EB200 erstellen NCM-Projektierung erstellen Device Applikation erstellen Controller Applikation erstellen Der Betrieb...74 Institut Industrial IT (init); Leitfaden: Siemens ERTEC 200 DevKit 2

3 1 Einleitung Zum Kennen lernen eines Bussystems oder zur Entwicklung der Software von Feldgeräten hat sich die Benutzung von Evaluierungsboards bewährt. Für den Industrial Ethernet Standard PROFINET hat die Firma Siemens nun für den ERTEC200 ein Entwicklungspaket bereitgestellt. Auf Basis des Siemens ERTEC200 Development Kit (kurz DevKit) wurde im Institut Industrial IT 1 der Fachhochschule Lippe und Höxter (www.init-owl.de) ein einfaches digitales IO-Device realisiert. Das Ergebnis ist dieser Leitfaden für Entwickler, durch den es möglich wird, innerhalb eines Tages ein eigenes PROFINET IO-Device zu entwickeln. Im folgenden Leitfaden wird zunächst das gesamte System installiert, wie es im DevKit geliefert wird. Das heißt, es wird ein Beispielprojekt mit PROFINET IRT-Kommunikation mit einem PROFINET IO- Controller und einem PROFINET IO-Device erstellt. Danach wird die Entwicklung eines eigenen PROFINET IO-Devices gezeigt sowie dessen Eingliederung in ein Automatisierungssystem. Sollten Ihnen Fehler auffallen oder Sie Probleme mit dem Leitfaden haben so senden Sie diese bitte an: Die neueste Version von diesem Leitfaden ist verfügbar unter: 1 InIT (Institut Industrial IT): Wesentliche Innovationen im Maschinen- und Anlagenbau gehen von Informationstechnologien (IT) und der Automatisierungstechnik aus. Für dieses interdisziplinäre Wissensgebiet wurde Anfang 2007 das Forschungsinstitut Industrial IT der Fachhochschule Lippe und Höxter gegründet. Link: Link: Institut Industrial IT (init); Leitfaden: Siemens ERTEC 200 DevKit 3

4 2 Revisionshistorie Revision Datum Beschreibung Autor Aktualisierung der Links Christoph Rotter Aktualisierung zu Suse Linux Distribution 9.2 (siehe Kapitel 7.1) Christoph Rotter Institut Industrial IT (init); Leitfaden: Siemens ERTEC 200 DevKit 4

5 3 Erläuterungen zum Leitfaden Im vorliegenden Leitfaden wird der nötige Ablauf Schritt für Schritt erläutert. Die Schritte sind wie folgt aufgebaut: Beispiel 1: Punkt 3: Linux Kernel konfigurieren und generieren (Kommandozeile) Schritt 1 Befehl 1: Befehl 2: su cd /home/user/cp1616 Wechseln Sie zum Benutzer root mit dem Switch-User-Kommando. Root bedeutet, dass Sie Administratorrechte benötigen. Befehle sind Wort für Wort in eine Kommandozeile zu übertragen. Wird in der Kommandozeile gearbeitet, so wurde dies zuvor zum Beispiel in der Überschrift erwähnt und beschrieben wo und wie diese aufzurufen ist. Eine kurze Beschreibung erläutert die Befehle oder den Ablauf der in diesem Schritt vorgenommen wurden. Beispiel 2: Schritt 2 Ablauf 1: Ablauf 2: Ablauf 3: Ablauf 4: SIMATIC NCM PC Manager starten NCM Manager Menüleiste: Datei->Neu Neues Projekt: Name: myrtsystem Neues Projekt: mit OK bestätigen SIMATIC NCM PC Manager starten und ein neues Projekt erstellen. Das Projekt zum Beispiel myrtsystem nennen Ein Ablauf beschreibt die nötigen Schritte (Datei->Neu), markante Punkte werden Fett dargestellt. Kursiv dargestellter Text beschreibt den Ort an dem man sich befindet, zum Beispiel die Menüleiste oder das geöffnete Fenster. In manchen Fällen wird zusätzlich eine Abbildung zur Verdeutlichung des Ablaufs gezeigt. Die einzelnen Schritte werden in Abbildungen mit Kreisen und Pfeilen gekennzeichnet. Beispiel 2: Schritt 3 Tornado 2.2 starten Tornado Menüleiste: Tools -> Target Server -> Configure Einen Target Server erstellen bzw. konfigurieren. Institut Industrial IT (init); Leitfaden: Siemens ERTEC 200 DevKit 5

6 4 Lieferumfang und benötigte Hard-/Software Hardware: Evaluationboard EB200 (PROFINET IO-Device) mit Steckernetzteil Kommunikationsprozessor CP1616 (PROFINET IO-Controller) Ein Ethernetkabel 10 ERTEC200 ASICs Software: Software und Applikationsbeispiel des PROFINET IO-Protokollstack (CD: DK-ERTEC 200 PN IO V2.0) Projektierungssoftware SIMATIC NCM 5.4 (CD: SIMATIC NET CP1616-CP1604) Tornado 2.2 Entwicklungsumgebung für das Echzeitbetriebssystem VxWorks (CD: Tornado 2.2.1/VxWorks 5.5.1) Board Support Package (BSP) für das EB200 (CD: DK-ERTEC 200 PN IO V2.0) GSD-Datei zur Integration des EB200 in SIMATIC NCM/Step7 HWCONFIG (CD: DK-ERTEC 200 PN IO V2.0) Dokumentation zum Development-Kit (CD: Development Kit DK-16xx PN IO V2.0) Nähere Beschreibungen zu den Komponenten die nicht im Lieferumfang enthalten sind, werden später näher beleuchtet. Nicht im Lieferumfang enthaltene Komponenten: Linux-PC (für die Einrichtung eines PROFINET IO-Controllers mit der CP1616) Ethernetkabel zur Vernetzung des Systems Serielles Kabel XML-Editor (für die Erstellung einer GSD-Datei) Bauteile zur Erstellung eines IO-Moduls (in diesem Leitfaden wird ein IO-Knoten mit LEDs und Tastern realisiert, siehe Kapitel 11.1) Ethernet Tap und Ethernet-Protokoll-Analysator (Zur Analyse des Ethernet-Verkehrs) Institut Industrial IT (init); Leitfaden: Siemens ERTEC 200 DevKit 6

7 5 Übersicht Die folgende Abbildung vermittelt einen Überblick der Aufgaben dieses Leitfadens: Institut Industrial IT (init); Leitfaden: Siemens ERTEC 200 DevKit 7

8 6 Hardware einrichten 6.1 CP1616 einbauen Der Kommunikationsprozessor CP1616 wird in einen Linux-PC eingebaut, welcher hierzu über einen freien PCI-Steckplatz verfügen muss. Optional: Der CP1616 besitzt eine Buchse zur Einspeisung einer externen Versorgungsspannung. Mit dieser Versorgungsspannung kann der integrierte Real-Time-Switch auch dann arbeiten, wenn der PC abgeschaltet ist. 6.2 EB200 in Betrieb nehmen Um das EB200 in Betrieb zu nehmen müssen zunächst die Jumpereinstellungen überprüft und das Steckernetzteil richtig eingestellt werden. Gehen Sie wie folgt vor: Schritt 1 Jumpereinstellungen überprüfen Jumpereinstellungen X10 und X11 am EB200 überprüfen (sollten mit dem Auslieferungszustand übereinstimmen): Reset-Taster Debug- Schittstelle serielle Schnittstelle Schritt 2 Ablauf 1: Ablauf 2: Spannungsschalter des Steckernetzteils auf 6 Volt einstellen Umpolkupplung + mit + verbinden (Hohlstecker: + innen) Einstellungen für den Betrieb mit dem Steckernetzteil, welches dem DevKit beiliegt, vornehmen. Bei korrektem Anschluss leuchten die LEDs an der Rückseite kurz auf. Institut Industrial IT (init); Leitfaden: Siemens ERTEC 200 DevKit 8

9 6.3 Verbindungen einrichten Die IP-Adressen, welche hier für die einzelnen Geräte angegeben werden, gelten für den gesamten Leitfaden. Die Vergabe der IP-Adressen wird im späteren verlauf des Leitfadens vorgenommen. Bitte bauen Sie das System wie folgt auf: Nr. IP-Adresse* Beschreibung Port 1 an der CP Port 2 bis 3 an der CP Port 1 auf der Backplane des EB Debug-Schnittstelle des EB keine Serielle Schnittstelle x.x PC mit Tornado 2.2 (mit FTP- und Target-Server) PC mit NCM keine COM-Schnittstelle des PCs (Baudrate: , Datenbits: 8, Parität: keine, Stoppbit: 1) *Standardsubnetzmaske verwenden: Verbindungen: EB200 <-> CP1616 Bei der IRT-Kommunikation (welche in diesem Leitfaden zuerst eingerichtet wird) muss der Port 1des EB200 direkt mit dem Port 1 des CP1616 verbunden sein. Eine Analyse des IRT-Ethernet-Verkehrs ist nur über einen Ethernet-Tap möglich, damit die Verbindung nicht gestört wird! Institut Industrial IT (init); Leitfaden: Siemens ERTEC 200 DevKit 9

10 CP1616 <-> PC Lediglich Während des Projektierens des Automatisierungssystems muss der PC (mit NCM 5.4) mit der CP1616 verbunden sein. Bei direkter Verbindung muss dies über ein gekreuztes Ethernet-Kabel geschehen. Steckerbelegung RJ45 gekreuzt Pin 1 (RX+, weiss/grün) <-> Pin 3 (TX+, weiss/orange) Pin 2 (RX-, grün) <-> Pin 6 (TX-, orange) Pin 3 (TX+, weiss/orange) <-> Pin 1 (RX+, weiss/grün) Pin 6 (TX-, orange) <-> Pin 2 (RX-, grün) EB200 <-> PC Das EB200 lädt den Programmcode über seine Debug-Schnittstelle. Wird diese direkt mit der Netzwerkkarte des PCs verbunden, so muss hier ein gekreuztes Ethernet-Kabel genutzt werden. Die serielle Verbindung wird mit einem Nullmodemkabel (TIA574 Stecker/Buchse, Pins 2 und 3 gekreuzt) hergestellt. Optional: Ethernet Diagnose Oftmals ist die Analyse des Ethernet-Verkehrs sehr hilfreich, um zum Beispiel herauszufinden, welches Gerät nicht wie gewünscht funktioniert. Den Anfang in diesem Leitfaden macht ein Automatisierungssystem mit PROFINET IRT-Kommunikation. Zur Diagnose des IRT-Datenverkehrs darf lediglich ein Ethernet Tap genutzt werden, da somit die Kommunikation in keiner Weise gestört wird. Um den Verkehr aufzunehmen wird ein Netzwerkprotokollanalysator, wie zum Beispiel das frei nutzbare Wireshark (www.wireshark.org) benötigt. Institut Industrial IT (init); Leitfaden: Siemens ERTEC 200 DevKit 10

11 7 PROFINET IO-Controller 7.1 Linux-Systemvoraussetzung In diesem Leitfaden wird die Suse Linux Distribution 9.2 mit der Kernelversion (oder kleiner, jedoch nicht höher!) benötigt. Diese Distribution ist im Internet frei erhältlich, zum Beispiel als brennbares DVD-ISO unter diesem Link herunter zu laden: Aktualisierung vom : Leider konnten keine aktuellen Links gefunden werden. 7.2 Hardware-Voraussetzungen Im Allgemeinen gilt, je schneller der PC, desto schneller geht das Kompilieren des Kernels. Das hier aufgesetzte System verfügte über einen 900MHz AMD Duron Prozessor und 128MB RAM. Das Kompilieren dauerte mit diesem System circa 2 Stunden. Der Leitfaden legt ein System mit Einzelprozessor und ohne Hyperthreading zugrunde. Interrupts Bei IRT-Betrieb muss ein ungeteilter Interrupt vorhanden sein. Ist keiner vorhanden, so kann im Bios ein ungenutztes Gerät, wie zum Beispiel ein Onboard-Soundchip deaktiviert werden. Institut Industrial IT (init); Leitfaden: Siemens ERTEC 200 DevKit 11

12 7.3 Linux-Grundkenntnisse für die Kommandozeile Im Folgenden werden lediglich einige der wichtigsten Begriffe für die Benutzung der Linux- Kommandozeile erläutert: STRG+ALT+F1 bis F7 init 3 su Neben der grafischen, standardmäßig geladenen Oberfläche verfügt Linux über sechs Kommandozeilen. Sie gelangen auf die Kommandozeilen direkt mit: STRG+ALT+F1 bis F6 Mit STRG+ALT+F7 kommen Sie wieder zurück auf die grafische Oberfläche. Grafische Oberfläche wird deaktiviert Switch User, um in den Administratormodus zu wechseln: cp [Quelle][Ziel] cd [Ziel] dir [Datei].tar tar [Ziel] [Datei].gz [Datei].bz2 bunzip2 [Ziel] [Befehl] --help tabulator-taste ( tab ) make Eine Datei kopieren Change directory, in einen anderen Ordner wechseln. Alle Dateien im aktuellen Ordner anzeigen lassen Archive mit der Endung.tar sind reine Zusammenfassungen von Dateien. Es wird die Verzeichnisstruktur gespeichert, der Inhalt aber nicht komprimiert. Dateien mit der Endung.tar entpacken. Eine Datei mit der Endung "gz" steht für eine mit gzip komprimierte Datei. Es kann nur eine einzige Datei komprimiert werden. Die Handhabung einer Datei mit der Endung "bz2" verhält sich ähnlich wie bei einer "gz"-endung. Der Vorteil von "bz2" sind die bedeutend kleineren Dateien. Dateien mit der Endung.bz2 entpacken. Mit dieser Option werden alle Informationen zu einem Befehl angezeigt, falls solche vorhanden sind. In der Kommandozeile einen angefangenen Befehl oder Pfad versuchen zu vervollständigen. Führt Kommandos in Abhängigkeit von Bedingungen aus, um zum Beispiel in einem Projekt, das aus vielen verschiedenen Dateien mit Quellcode besteht, automatisiert alle Arbeitsschritte (Übersetzung, Linken, Dateien kopieren etc.) zu steuern Institut Industrial IT (init); Leitfaden: Siemens ERTEC 200 DevKit 12

13 7.4 Linux vorbereiten Im Folgenden werden die ersten Schritte nach der Installation von Linux gezeigt. Standardmäßig sind nicht alle, für die folgenden Punkte benötigten Compiler installiert, daher gehen Sie bitte wie nachstehend vor: Schritt 1 Suse Linux 9.2 installieren Bitte die Suse Linux Distribution 9.2 gemäß dem Installationsassistenten (Standardinstallation) installieren (Dauer: ca. 1-2 Stunden). Tipp: Während Linux installiert wird, könnten Sie bereits mit dem Kapitel 8 PROFINET IO-Device beginnen. Schritt 2 Startmenü -> System: Yast -> Software -> Software Installieren und Löschen Das Linux-Konfigurationswerkzeug Yast (siehe Abbildung) öffnen und ggf. Installations CDs/DVD bereithalten Schritt 3 Suche nach gcc -> alles markieren und installieren (übernehmen) GNU-Compiler Collection vollständig installieren. Schritt 4 Suche nach ncurses -> alles markieren und installieren (siehe Schritt 3) Bei ncurses handelt es sich um eine C-Programmbibliothek welche installiert werden muss. Institut Industrial IT (init); Leitfaden: Siemens ERTEC 200 DevKit 13

14 7.5 Linux Leitfaden Nachdem das Linux vorbereitet wurde, kann nun mit der eigentlichen Installation des CP1616 begonnen werden. Folgende Punkte werden hier bearbeitet: Punkt 1: Dateien herunterladen Punkt 2: Dateien entpacken (Kommandozeile) Punkt 3: Linux Kernel konfigurieren und generieren (Kommandozeile) Punkt 4: Linux Kernel installieren (Kommandozeile) Punkt 5: Echtzeiterweiterung RTAI konfigurieren und generieren (Kommandozeile) Punkt 6: Prüfen, ob die Echtzeiterweiterung funktioniert (Kommandozeile) Punkt 7: CP1616-Treiber installieren (Kommandozeile) Punkt 8: CP1616-Controller Beispielprogramm starten (Kommandozeile) Punkt 1: Dateien herunterladen Laden Sie folgende Dateien an eine beliebige Stelle (z.b.: Lokale Festplatte -> /home/user/cp1616) auf dem Linux-PC. Sie können diese Dateien auch komplett unter herunterladen: linux tar.bz2 (http://www.kernel.org/pub/linux/kernel/v2.6/), Linux-Kernel-Quellcode adeos-linux i386-r12.patch (http://download.gna.org/adeos/patches/attic/v2.6/i386/), Kernel Patch ADEOS für die Echtzeiterweiterung rtai-3.2.tar.bz2 (http://download.gna.org/rtai/stable/v3/), RTAI-Echtzeiterweiterung-Quellcode host tar.gz von der CD Development Kit DK-16xx PN IO V2.0, Linux-Treiber für den CP1616 Ordner CP1616_Controller_Application von der CD DK-ERTEC 200 PN IO, Beispielapplikation für den CP1616 Für den Überblick ADEOS (Adaptive Domain Environment for Operating Systems) arbeitet zwischen Betriebssystem und der Hardware. Es unterstützt einen flexiblen Zugriff auf Hardware-Ressourcen von verschiedenen Tasks eines Betriebssystems. Link: RTAI (Real Time Application Interface) ist eine Echtzeiterweiterung für Linux, welche einen Echtzeit- Kernel zwischen die Hardware und dem Linux-Kernel einfügt. Dieser übernimmt die Interrupt-Verwaltung des Prozessors. Das heißt, dass Software auf der Kernel-Ebene keine Interrupts mehr blockieren oder freigeben kann. Der Linux-Kernel selbst ist ebenfalls ein Echtzeit-Task, jedoch besitzt er die niedrigste Priorität. Link: Linux Prozesse Scheduling Linux-Kernel RTAI Scheduling Echtzeit- Task Echtzeit-Kernel (ADEOS) Hardware Interrupts Hardware Applikation Echtzeit- Task Kernel User Institut Industrial IT (init); Leitfaden: Siemens ERTEC 200 DevKit 14

15 Punkt 2: Dateien entpacken (Kommandozeile) Nach dem Herunterladen aus dem Internet liegen die Dateien in gepackter Form vor. Gehen Sie wie folgt beschrieben vor, um die Dateien zu entpacken und an den Bestimmungsort zu kopieren. Schritt 1 Tastenkombination: STRG+ATL+F1 In eine Kommandozeile wechseln, zum Beispiel, wie hier in die Kommandozeile 1. Danach mit Benutzernamen einloggen. Schritt 2 Befehl 1: Befehl 2: su cd /home/user/cp1616 Wechseln Sie zum Benutzer root mit dem Switch-User-Kommando. Root bedeutet, dass Sie Administratorrechte benötigen. Danach wechseln Sie in den Ordner an dem sie die Dateien in Punkt 1 abgelegt haben (als Beispiel hier: /home/user/cp1616) Schritt 3 Befehl 1: Befehl 2: Befehl 3: Befehl 4: cp linux tar.bz2 /usr/src cp adeos-linux i386-r12.patch /usr/src cp rtai-3.2.tar.bz2 /usr/src cd /usr/src Dateien nach /usr/src kopieren und dann in dieses Verzeichnis wechseln. Schritt 4 Befehl 1: Befehl 2: bunzip2 linux tar.bz2 tar -xf linux tar Entpacken Sie den Linux-Kernel-Quellcode. Schritt 5 Befehl 1: Befehl 2: bunzip2 rtai-3.2.tar.bz2 tar -xf rtai-3.2.tar Entpacken Sie den RTAI-Echtzeiterweiterung-Quellcode. Institut Industrial IT (init); Leitfaden: Siemens ERTEC 200 DevKit 15

16 Punkt 3: Linux Kernel konfigurieren und generieren (Kommandozeile) Nachfolgend wird das Konfigurieren und Generieren bei einem Einzelprozessorsystem ohne Hyperthreading beschrieben. Schritt 1 Befehl 1: Befehl 2: su cd /usr/src/linux Falls nicht schon erfolgt, mit dem Switch-User-Kommando User wechseln um Administratorrechte zu bekommen. Wechseln Sie in das Verzeichnis /usr/src/linux Schritt 2 Befehl: patch -p1 -i../adeos-linux i386-r12.patch Fügen Sie den Adeos-Patch in den Linux-Quellcode ein. Schritt 3 Befehl 1: Befehl 2: cat /proc/config.gz gunzip >.config make oldconfig Übernehmen Sie die Kernel-Konfiguration vom laufenden Kernel. Akzeptieren Sie hierzu alle Vorgaben, indem Sie die Taste ENTER wiederholt drücken. Schritt 4 Befehl: make menuconfig Konfigurieren Sie den Kernel um. Stellen Sie sicher, dass die folgenden Optionen richtig eingestellt sind (diese Einstellungen gelten für einen Einzelprozessorsystem ohne Hyperthreading): Wert AUS Optionen Loadable module support -> Module versioning support Processor type and features -> Subarchitecture Type Processor type and features -> Processor family Processor type and features -> Generic x86 support Processor type and features -> Symmetric multi-processing support Processor type and features -> Local APIC support on uniprocessor Processor type and features -> Use register arguments Adeos support -> Adeos support Kernel hacking -> Compile the kernel with frame pointers PC-compatible 586/K5/5x86/6x86/6x86MX AUS AUS AUS AUS EIN AUS Sichern Sie die Konfiguration vor dem Beenden auf die Frage Save the new kernel configuration? mit Yes. Schritt 5 Befehl: make clean bzimage modules Übersetzen Sie den Kernel (Dauer ca.: 1-2 Stunden). Schritt 6 Befehl: make modules_install Generieren der Kernel-Module Institut Industrial IT (init); Leitfaden: Siemens ERTEC 200 DevKit 16

17 Punkt 4: Linux Kernel installieren (Kommandozeile) Nach dem Generieren des Kernel muss dieser installiert werden, damit er beim nächsten Neustart des Rechners geladen werden kann. Gehen Sie wie folgt beschrieben vor: Schritt 1 Befehl 1: Befehl 2: su cd /usr/src/linux Falls Sie nicht schon Administrator und in diesem Ordner sind: Wechseln Sie zum Benutzer root mit dem Switch-User-Kommando. Root bedeutet, dass Sie Administratorrechte benötigen. Dann in das Verzeichnis /usr/src/linux wechseln. Schritt 2 Befehl: cp./arch/i386/boot/bzimage /boot/vmlinuz adeos Kopieren des generierten Kernel in das Boot-Verzeichnis. Schritt 3 Befehl: cp./system.map /boot/system.map adeos Kopieren der Map-Datei in das Boot-Verzeichnis. Die Map-Datei dient dem Bootloader dazu, die Datenblöcke in dem der Kernel liegt zu finden. Schritt 4 Befehl: ln -s /boot/system.map adeos /boot/system.map Verbinden auf System.map. Die System.map ist die Beschreibung des Adressraums des PCs. Schritt 5 Befehl: mkinitrd -k /boot/vmlinuz adeos -i /boot/initrd adeos Erstellen eines initial RAM-Disk-Image. Der Zweck einer solchen Disk ist, dem modularen Kernel Zugriff zu den Modulen zu gewähren, die zum booten benötigt werden, bevor der Kernel Zugriff auf das Gerät erhält, in dem die Module normalerweise abgelegt sind. Institut Industrial IT (init); Leitfaden: Siemens ERTEC 200 DevKit 17

18 Schritt 6 Ablauf 1: Ablauf 2: Ablauf 3: Auf die grafische Oberfläche wechseln (mit STRG+ALT+F7) Startleiste -> System: Yast -> System -> Konfiguration des Bootloaders Konfiguration des Bootloaders: Konfigurationsdateien bearbeiten Auf die grafische Oberfläche wechseln und das Konfigurationswerkzeug Yast aufrufen. Richten Sie einen neuen Eintrag im Bootloader-Menü ein (siehe Abbildung). Fügen Sie dazu die folgenden Zeilen in der Datei /boot/grub/menu.lst ein. Fett dargestellte müssen an Ihren PC angepasst werden. Bitte kopieren Sie einen bereits existierenden Eintrag als Vorlage und ändern diesen entsprechend: title ADEOS kernel (hd0,1)/boot/vmlinuz adeos root=/dev/hda2 vga=0x314 selinux=0 splash=silent resume=/dev/hda1 showopts initrd (hd0,1)/boot/initrd adeos Schritt 7 Ablauf 1: Ablauf 2: Eingaben mit OK bestätigen und Beenden PC Neustarten, Kommandozeilenbefehl: Init 0 oder halt Neue Konfiguration bestätigen und PC neu starten. Beim Hochfahren im Boot- Menü den Eintrag mit ADEOS. Tipp: Falls sich hier ein Fehler eingeschlichen haben sollte, so können Sie ohne weiteres die alte Suse Linux Konfiguration starten und nochmals die letzten Schritte überprüfen. Institut Industrial IT (init); Leitfaden: Siemens ERTEC 200 DevKit 18

19 Punkt 5: Echtzeiterweiterung RTAI konfigurieren und generieren (Kommandozeile) Nach der Installation des Kernel müssen die Module für die Echtzeiterweiterung für RTAI konfiguriert und generiert werden. Gehen Sie wie folgt beschrieben vor: Schritt 1 Tastenkombination: Befehl 1: Befehl 2: STRG+ALT+F1 su cd /usr/src Falls nicht schon erfolgt, wechseln Sie in einer Kommandozeile zum Benutzer root mit dem Switch-User-Kommando. Root bedeutet, dass Sie Administratorrechte benötigen. Dann in das Verzeichnis /usr/src wechseln. Schritt 2 Befehl 1: Befehl 2: mkdir rtai-build cd rtai-build Verzeichnis rtai-build erstellen und hineinwechseln Schritt 3 Befehl: make -f../rtai-3.2/makefile menuconfig Konfigurieren Sie RTAI. Gleichen Sie die Optionen von RTAI mit denen Ihres Linux-Kernel ab. Auf folgende Dinge ist zu achten: Der Pfad zum Linux-Quellcode muss korrekt eingestellt sein. Wenn Ihr Rechner auf SMP (Symmetrisches Multiprozessorsystem) eingestellt ist, muss auch RTAI so eingestellt werden. Bei SMP muss die Angabe der Anzahl der Prozessoren im Kernel mit der Angabe in RTAI übereinstimmen. Wenn Sie eine Hyperthreading-CPU verwenden und Hyperthreading im BIOS aktiviert ist, muss beim Kernel und bei RTAI die Option SMP gewählt werden (ein Prozessor mit Hyperthreading verhält sich wie zwei Prozessoren). Optionen Wert General -> Linux source tree /usr/src/linux Machine (x86) -> Number of CPUs AUS (0) Sichern Sie die Konfiguration vor dem Beenden auf die Frage Do you wish to save your new configuration? mit Yes. Schritt 4 Befehl: make install Übersetzen und Installieren von RTAI. Institut Industrial IT (init); Leitfaden: Siemens ERTEC 200 DevKit 19

20 Punkt 6: Prüfen, ob die Echtzeiterweiterung funktioniert (Kommandozeile) Die Prüfung, ob die in den Linux-Kernel eingebaute Echtzeiterweiterung funktioniert, basiert auf Latenzzeitmessungen des von RTAI mitgelieferten Beispielprogramms. Schritt 1 Befehl 1: Befehl 2: cd /usr/realtime/testsuite/user/latency./run In den Ordner des bei RTAI mitgelieferten Testprogramms wechseln und dieses starten. Erläuterung zum Testprogramm: Das Programm misst die Verzögerungszeiten (Latenzzeitmessung) in Nanosekunden und gibt sie kontinuierlich auf dem Bildschirm aus. Diese Zeiten dürfen sich nur gering ändern, wenn Sie die Systemlast erhöhen. Dies kann zum Beispiel durch schnelle Bewegungen der Computermaus und durch schnelle Tastatureingaben sowie bei Zugriffen auf die Festplatte oder andere Peripheriegeräte geschehen. Auch das Wechseln auf die grafische Oberfläche (STRG+ALT+F7) und das Öffnen von verschiedenen Programmen gleichzeitig erhöht die Systemlast. Die Änderungen der Latenzzeiten haben entscheidende Rückwirkungen auf die Funktion Ihres Anwenderprogramms. Die Latenzzeiten sollten nur wenige Mikrosekunden betragen. Vorgehensweise bei unzureichender Testerfüllung Bei großen Latenzzeitänderungen ist Ihre Systemkonfiguration für Echtzeitanwendungen nur bedingt oder gar nicht geeignet. Dies Betrifft vor allem den Betrieb von isochroner Real-Time (IRT). Versuchen Sie in diesem Fall die Optionen für den Kernel und RTAI zu ändern, zum Beispiel: Deaktivieren Sie die Unterstützung von ACPI. Deaktivieren Sie die Unterstützung von APIC und APM. Deaktivieren Sie die Unterstützung SMP bzw. Hyperthreading. Deaktivieren Sie die Unterstützung von Legacy Support for USB im BIOS. Deaktivieren Sie die 3D-Beschleunigung (Grafische Oberfläche). Deaktivieren Sie die Unterstützung aller nicht benötigter Optionen (USB, Sound-Karte, Modem usw.). Deaktivieren Sie die grafische Oberfläche mit dem Kommandozeilen-Befehl: init 3 Wenn diese Vorschläge nicht helfen, können Sie weitere Hilfe zum Beispiel von den Internet-Seiten der Hersteller erhalten: Institut Industrial IT (init); Leitfaden: Siemens ERTEC 200 DevKit 20

21 Punkt 7: CP1616-Treiber installieren (Kommandozeile) Der Treiber für den CP1616 wird wie folgt installiert. Hier wird die Datei host tar.gz benötigt (siehe Punkt 1: Dateien herunterladen), welche bereits auf den PC geladen wurde (z.b.: Lokale Festplatte -> /home/user/cp1616) Schritt 1 Befehl 1: Befehl 2: su cd /home/user/cp1616 Falls nicht schon erfolgt, mit dem Switch-User-Kommando User wechseln um Administratorrechte zu bekommen. Wechseln sie in den Ordner, in dem die Datei host tar.gz abgelegt wurde, hier zum Beispiel /home/user/cp1616. Schritt 2 Befehl 1: Befehl 2: tar -xzf host tar.gz cd host_linx Entpacken der Dateien und wechseln in den Ordner host_linx Schritt 3 Befehl: export RTAI=y Die Echtzeiterweiterung RTAI 3.2 nutzen für diesen Kernel nutzen. Schritt 4 Befehl: make Generieren des Treibers. Spätestens hier sieht man, ob die Echtzeiterweiterung erfolgreich installiert wurde. Schritt 5 Befehl: make install Installation des Treibers, Schritt 6 Befehl: make load Laden und starten des Treibers. Schritt 7 Befehl: make autoload Den Treiber nach jedem Neustart des Computers automatisch starten lassen Schritt 8 Befehl 1: init 0 Neustarten und auf eine Kommandozeile wechseln (STRG+ALT+F1) Befehl 2: dmesg grep cp16xx PC neu starten und im Bootmenü ADEOS wählen. Danach mit dmesg alle Meldungen betreffend des CP1616 ausgeben lassen. Hier sollte das erfolgreiche Laden des Treibers angezeigt werden. Werden allerdings Fehler angezeigt, so kann dies am Treiber an sich liegen oder an einem fehlenden Interr Institut Industrial IT (init); Leitfaden: Siemens ERTEC 200 DevKit 21

22 Punkt 8: CP1616-Controller Beispielprogramm starten (Kommandozeile) Hier wird der Ordner CP1616_Controller_Application von der CD DK-ERTEC 200 PN IO V2.0 benötigt (siehe Punkt 1: Dateien herunterladen), welcher bereits auf den PC geladen wurde (z.b.: Lokale Festplatte -> /home/user/cp1616) Schritt 1 Befehl 1: Befehl 2: su cd /home/user/cp1616/cp1616_controller_application Falls nicht schon erfolgt, mit dem Switch-User-Kommando User wechseln um Administratorrechte zu bekommen. Wechseln sie in den Ordner, in dem sich die Controller Applikation befindet, hier zum Beispiel /home/user/cp1616/cp1616_controller_application. Schritt 2 Befehl: make Applikation kompilieren. Für den Überblick Die Applikation könnte nun mit dem Befehl:./cp1616_example_appl i starten. Allerdings würde hieraus nur eine Fehlerausgabe resultieren, da noch keine entsprechende Projektierung der CP1616 stattfand. Dies folgt in einem der nächsten Kapitel. Während des Projektierens darf keine Controller-Applikation aktiv sein, da NCM diese nicht stoppen kann. Institut Industrial IT (init); Leitfaden: Siemens ERTEC 200 DevKit 22

23 8 PROFINET IO-Device Zur Erstellung des PROFINET IO-Devices muss zuerst die Entwicklungsumgebung Tornado sowie die dazugehörigen Programme (FTP-, Target-Server, Terminal) auf einem Windows-PC installiert bzw. eingerichtet werden. Das EB200 muss über die serielle Schnittstelle entsprechend konfiguriert werden um das Anwenderbeispiel laden zu können. Dieses Kapitel erklärt die nötigen Schritte um das PROFINET IO-Device (EB200) zu erstellen. 8.1 Tornado 2.2 installieren Das DevKit enthält eine 30 Tage Evaluierungslizenz für die Entwicklungsumgebung Tornado, für das Echtzeitbetriebssystem VxWorks sowie für das Analyseprogramm WindView. Der Lizenzschlüssel muss über die Webseite der Firma WindView angefordert oder per angefordert werden. Diese Anforderung dauert laut WindRiver circa 5 bis 7 Werktage. Schritt 1 Alternative 1: Alternative 2: Lizenzschlüssel online anfordern: Lizenzschlüssel per anfordern: (für Europa) Install-Key und Lizenzschlüssel (FlexLm Key) anfordern Schritt 2 Ablauf 1: Ablauf 2: Tornado installieren License Management Auto/Manual Choice: Cancel -> Exit Setup Die Tornado 2.2.1/VxWorks CD beinhaltet die Installationsroutine von Tornado. Bitte beim Installieren dem Installationsassistenten (Standardinstallation) folgen. Da Sie bereits nach Schritt 1 über einen Lizenzschlüssel verfügen, benötigen sie das License Management nicht. In den nächsten Schritten wird dies manuell durchgeführt! Schritt 3 Ablauf 1: Ablauf 2: Ordner \Tornado2.2\.wind\license erstellen Datei \Tornado2.2\.wind\license\WRSLicense.lic erstellen Erstellen Sie einen Ordner für Lizenzen. In diesem Tornado-Lizenzenordner eine Textdatei mit Endung.lic erstellen. Wenn der Ordner nicht vorhanden ist, muss dieser ebenfalls erstellt werden. Institut Industrial IT (init); Leitfaden: Siemens ERTEC 200 DevKit 23