Kopernikusstr. 16 52056 Aachen Tel.: +49-241-80-27634 Fax: +49-241-80-22339 E-Mail: [email protected]

Aachen, den 16. Juni 2003 Kurzfassung der von Dipl.-Inform. Stefan Lankes aus Brüggen vorgelegten Dissertation:

Konzeption und Umsetzung einer echtzeitfähigen Verteilungsplattform für eingebettete Systeme Moderne Verteilungsplattformen wie CORBA, DCOM und RMI können die Stabilität und die Zuverlässigkeit eines Programms durch die Wiederverwendbarkeit von Programmkomponenten deutlich erhöhen und somit die Entwicklungszeit sowie Entwicklungskosten von Softwaresystemen reduzieren. Diese Vorteile sind für eingebettete, echtzeitfähige Systeme ebenfalls erwünscht, da diese einem starken Kosten- und Qualitätsdruck unterliegen. Doch wurden Verteilungsplattformen in solchen Systemen bis heute kaum eingesetzt, da sie den Ressourcenbeschränkungen und den Echtzeit-Anforderungen nicht genügen. Mit verschiedenen Ansätzen wurde in den vergangen Jahren mit mäßigem Erfolg versucht dieses Problem zu lösen und spezielle Verteilungsplattformen für eingebettete, echtzeitfähige Systeme zu entwickeln. In dieser Arbeit wird der Entwurf und die Umsetzung einer echtzeitfähigen Verteilungsplattform, die auf dem Real-Time CORBA-Standard basiert, für eingebettete Systeme vorgestellt. Durch den verwendeten komponentenbasierten Ansatz wird die entwickelte Verteilungsplattform in äußerst kleine Komponenten unterteilt, so dass nur die von der Anwendung benötigten Komponenten vom System geladen werden. Dieser Ansatz ähnelt dem bewährten Aufbau einer Mikrokern-Architektur eines Betriebssystems und stellt die Implementierungsmöglichkeit mit der größtmöglichen Ressourcenbeschränkung dar. Wegen dieser speziellen Eigenschaften wird die neuentwickelte Verteilungsplattform als Real-Time CORBA for embedded Systems (ROFES) bezeichnet. Bei der Entwicklung von ROFES wurde berücksichtigt, dass bestehende, konventionelle CORBA-Lösungen mit der neuentwickelten Real-Time CORBA Lösung für eingebettete, echtzeitfähige Systeme ohne größere Einschränkungen kommunizieren können. So können eingebettete Systeme mit bestehenden, konventionellen CORBA-Anwendungen in der Außenwelt, die nicht der Ressourcenbeschränkung eingebetteter Systeme unterliegen, kommunizieren. Durch diese Möglichkeit können neue vielversprechende Anwendungsszenarien erschlossen werden. Damit Real-Time CORBA große Verbreitung erreicht, müssen traditionelle, echtzeitfähige Netzwerkarchitekturen (z.B. Feldbus) unterstützt werden. Der Feldbus CAN (Controller Area Network) stellt zum Beispiel eine der populärsten Netzwerkarchitekturen für eingebettete, echtzeitfähige Systeme dar. Leider werden solche Netzwerkarchitekturen nicht ausreichend vom Real-Time CORBA-Standard unterstützt, so dass Real-Time CORBA kaum für eingebettete, echtzeitfähige Systeme eingesetzt wird. Die Entwicklung eines neuartigen Protokolls für die Interaktion von Real-Time CORBA-Anwendungen, das auf dem CANBus basiert und seine Vorteile gegenüber anderen Netzwerkarchitekturen ausnutzt, behebt dieses Problem. Ethernet stellt durch seine geringen Kosten eine attraktive Alternative für eingebettete Systeme dar und verdrängt immer mehr traditionelle Feldbus-Technologien. Doch das Medienzugriffsverfahren von Ethernet genügt nicht den Bedürfnissen einer Echtzeit-Anwendung. Aus diesem Grund wurde ein neuartiges, zeitgesteuertes Medienzugriffsverfahren durch Modifikationen eines Netzwerkkarten-Treibers entworfen und in ROFES integriert. Die Ergebnisse zeigen, dass die entwickelte Verteilungsplattform ROFES und die Integration der neuartigen Protokolle eine äußerst gute Basis für weitere Forschungsarbeiten auf dem Gebiet der verteilten, echtzeitfähigen Anwendungen für eingebettete Systeme darstellen.

Univ.-Prof. Dr. habil. Th. Bemmerl