13 Ausblick. Überblick. Ausblick EZS2 Hiwi Studien- und Diplomarbeiten. wosch WS 2007/08 EZS 13-1

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Cornelius Kurzmann
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1 Überblick 13 Ausblick Ausblick EZS2 Hiwi Studien- und Diplomarbeiten wosch WS 2007/08 EZS 13-1

2 13 Ausblick 13.1 EZS2 Echtzeitsysteme (EZS) 2 Integrierte Lehrveranstaltung, 4 SWS Inhalt ein kompletter Entwicklungszyklus für ein EZS 1. Anforderungsanalyse 2. Einarbeitung in die Entwicklungsumgebung 3. Entwicklung der Komponenten 4. Testen der Komponenten 5. Komposition - Integrationsphase 6. Akzeptanztest Organisation Bearbeitung der Experimente erfolgt in 3er-Gruppen (benoteter) Schein keine Prüfung! wosch WS 2007/08 EZS 13-2

3 13 Ausblick 13.1 EZS2 Entwicklungsumgebung Prozessor Infineon TriCore TC1796 Motorola PowerPC - MPC565 Board Peripherie Betriebssysteme Programmiersprachen Werkzeuge Infineon TriBoard Phytec phycore MPC565 Serielle Schnittstelle, GPIO, CAN, ADC, DAC Eigenentwicklungen: CiAO, KESO, (ecos) Industrie: ProOSEK/time, ecos, PXROS, FreeRTOS Assembler, C, C++, Java Modellierung: SMC (State Machine Compiler) GNU Tools (GCC, Binutils, GDB, make) Lauterbach Trace32 Oszilloskop, Funktionsgenerator wosch WS 2007/08 EZS 13-3

4 13 Ausblick 13.1 EZS2 Experiment 1: Hau den Lukas Eisenprojektil in einer Plexiglasröhre wird von Elektromagneten beschleunigt gebremst Elektromagneten werden gesteuert Lichtschranken beobachten das Projektil verschiedene Spielarten kontinuierlich/schrittweise anheben/fallen/pendeln mit/ohne Bedienpult wosch WS 2007/08 EZS 13-4

5 13 Ausblick 13.1 EZS2 Experiment 2: Generator Regelkreis Motor treibt Generator an erzeugte Spannung soll möglichst konstant sein verschiedene Lasten werden zugeschaltet konstante Lasten variable Lasten Regler muss die Spannung nachregeln und zwar rechtzeitig wosch WS 2007/08 EZS 13-5

6 13 Ausblick 13.1 EZS2 Experiment 3: Quadkopter Fluggerät 4 unabhängige Rotoren Steuerung durch Beschleunigung Abbremsen bestimmter Rotoren Regelkreis Rückkoplung über Gyrometer Motorsteuerung dedizierte Schaltung per Software Fernsteuerung wosch WS 2007/08 EZS 13-6

den Trix-Bus serielle Schnittstelle verschiedene Ausbaustufen festes (1) bzw.

7 13 Ausblick 13.1 EZS2 Experiment 4: Eisenbahn digital gesteuerte Modelleisenbahn Steuerung über den Trix-Bus serielle Schnittstelle verschiedene Ausbaustufen festes (1) bzw. variables (2) Schienennetz feste (3) bzw. variable (4) Anzahl von Zügen (1) & (3) (1) & (4) (2) & (3) (2) & (4) mit/ohne Bedienpult wosch WS 2007/08 EZS 13-7

8 13 Ausblick 13.2 Hiwi Hiwi: Aufpolieren der EZS-Entwicklungsumgebung Aufgabengebiet Portierung Abgabesystem Tutorial Rechnerübung von EZStubs auf den Nintendo DS sehr ähnlich zum Gameboy Advance verwendunge des Simulators desmume ( Archivierung aller Abgaben Testing on demand: bei Abgabe Testing Battle wessen Testfälle finden die meisten Bugs wer hat die schnellste Lösung wer hat die kleinste Lösung Generierung von Webseiten Eintragen von Ergebnissen ins Waffel Erweiterung Illustration Betreuung wosch WS 2007/08 EZS 13-8

9 13 Ausblick 13.2 Hiwi Hiwi: Aufpolieren der EZS-Entwicklungsumgebung Voraussetzung und Umfang Voraussetzung erfolgreiche Teilnahme an den EZS-Übungen C/C++ & GNU Tools HTML & dynamische Generierung von Webseiten Perl & SQL Kenntnisse in EZS und BS Umfang x h pro Woche über y Monate wosch WS 2007/08 EZS 13-9

in Echtzeitsystemen Time Triggered Systems Event Triggered Systems

10 13 Ausblick 13.3 Studien- und Diplomarbeiten Atomic Basic Blocks (ABBs) Abhängigkeiten in Echtzeitsystemen Time Triggered Systems Event Triggered Systems implizit sichergestellt statische Ablaufplanung explizit sichergestellt Schlossvariablen, Semaphore Nachrichten... wosch WS 2007/08 EZS 13-10

11 13 Ausblick 13.3 Studien- und Diplomarbeiten Atomic Basic Blocks (ABBs) Folgen Fadenabstraktion in taktgesteuerten Systemen: einfach Ereignisbehandlungen in vorranggesteuerten Systemen: komplexe Ereignisbehandlungen Portabilität Fadenabstraktionen sind mit der Anwendung verwoben - Fäden... sperren Schlossvariablen versenden Nachrichten warten auf Signale anderer Fäden oder laufen einfach nur durch (engl. run-to-completion) eine Portierung zwischen Takt-/Vorrangsteuerung ist sehr schwierig! wosch WS 2007/08 EZS 13-11

12 13 Ausblick 13.3 Studien- und Diplomarbeiten Atomic Basic Blocks (ABBs) Lösungsidee stelle Abhängigkeiten unabhängig von der Fadenabstraktion dar bilde diese Darstellung auf taktgesteuerte Systeme oder vorranggesteuerte Systeme ab. fasse Basisblöcke eines CFGs zu sog. Atomic Basic Blocks zusammen ABBs werden durch verschiedene Abghängigkeitsgraphen verbunden Kontrollflussgraphen, Datenflussgraphen, gegenseitiger Ausschluss ABB-Graphen überspannen mehrere Kontrollflüsse innerhalb eines ABBs existieren keine Abhängigkeiten zu anderen Kontrollflüssen wosch WS 2007/08 EZS 13-12

13 13 Ausblick 13.3 Studien- und Diplomarbeiten Atomic Basic Blocks (ABBs) Beispiel Actor Sensor 1 Sensor2 Controller wosch WS 2007/08 EZS 13-15

14 13 Ausblick 13.3 Studien- und Diplomarbeiten Atomic Basic Blocks (ABBs) Beispiel Abbildung auf einen statischen Ablaufplan t 1 t 2 t 3 t 4 t Optimierung in ereignisgeseuerten Systemen Thread 1 Thread 2 wosch WS 2007/08 EZS 13-16

15 13 Ausblick 13.3 Studien- und Diplomarbeiten Der Real-Time Systems Compiler (RTSC) mapping Checker valid Back End Source Implementations Target Task DB invalid Analyser / Composer Target Implementations mapping Source Task DB Front End Timing Analysis Hardware OS Target Specifications Source OS Specifications wosch WS 2007/08 EZS 13-17

16 13 Ausblick 13.3 Studien- und Diplomarbeiten Themen: Diplomarbeiten mapping valid Checker Back End Source Implementations invalid 1 2 Target Implementations Target Task DB Analyser / Composer mapping Source Task DB 1 2 Front End 3 Timing Analysis Hardware OS Target Specifications Source OS Specifications 1. OSEK OS Front- und Backend für den RTSC Analyse der OSEK OS API Abhängigkeitsbeziehungen Codegenerierung Abbildung der Abhängigkeiten auf OSEK OS 2. OSEK ttos Front- und Backend für den RTSC Analyse von Abhängigkeiten Annotationen notwendig! statische Ablaufpläne Abbildung der Abhängigkeiten auf OSEK ttos wosch WS 2007/08 EZS 13-18

17 13 Ausblick 13.3 Studien- und Diplomarbeiten Themen: Studienarbeiten mapping valid Checker Back End Source Implementations invalid 1 2 Target Implementations Target Task DB Analyser / Composer mapping Source Task DB 1 2 Front End 3 Timing Analysis Hardware OS Target Specifications Source OS Specifications 3. LLVM Backend für TriCore Häufig wird WCET-Information benötigt WCET-Analyse über generierten C-Code ist unbefriedigend wosch WS 2007/08 EZS 13-19

18 13 Ausblick 13.3 Studien- und Diplomarbeiten Studien-, Diplom-... Doktorarbeiten Forschungs- und Entwicklungsprojekte: Universität, Forschungseinrichtungen, Industrie weitere Themen im Internet/UnivIS: wosch WS 2007/08 EZS 13-20

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