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Auf kleinen Linux-Devices Gerrit Telkamp DOMOLOGIC Home Automation GmbH 38106 Braunschweig GERMANY.

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Präsentation zum Thema: "Auf kleinen Linux-Devices Gerrit Telkamp DOMOLOGIC Home Automation GmbH 38106 Braunschweig GERMANY."—  Präsentation transkript:

1 auf kleinen Linux-Devices Gerrit Telkamp DOMOLOGIC Home Automation GmbH Braunschweig GERMANY

2 Gerrit Telkamp DOMOLOGIC Java auf kleinen Linux-Devices 2 DOMOLOGIC Gründung 1999 Spin-Off der TU Braunschweig Seit 1995 aktiv im Bereich Home Automation Seit 2000 Mitglied der Konnex-Association Sitz im Technologiepark Braunschweig Z.Zt. 5 dauerhafte Mitarbeiter

3 Gerrit Telkamp DOMOLOGIC Java auf kleinen Linux-Devices 3 Unternehmensziele Vorentwicklung: Software-Module Schaltungs-Konzepte Auftragsentwicklung Hardware Software Consulting

4 Gerrit Telkamp DOMOLOGIC Java auf kleinen Linux-Devices 4 Kernkompetenzen Embedded Systems (8-32 Bit) Embedded JAVA Embedded Linux HMI (Human-Machine-Interface) frei konfigurierbar, z.B. Touch-Panel Gerätekommunikation Konnex PL132, EIB, LON, CAN Ethernet, Web-basierte Dienste

5 Gerrit Telkamp DOMOLOGIC Java auf kleinen Linux-Devices 5 Referenzen EU-Projekte: HOME-AOM, ASK-IT Intelligentes Haus Gifhorn Entwicklung von Soft- und Hardware für Tür- Kommunikationsanlage Power-Line-Analyzer Kommunikationslösungen für ANSI/EIA-709 Grafische Benutzeroberflächen...

6 Gerrit Telkamp DOMOLOGIC Java auf kleinen Linux-Devices 6 Motivation steigende Anforderungen an Embedded Systems Integration in IP-Netze Komfortable HMI (Human Machine Interfaces) Hoher Kostendruck der Hardware bei Massenprodukten Niedrige Leistungsaufnahme Kleine Baugröße

7 Gerrit Telkamp DOMOLOGIC Java auf kleinen Linux-Devices 7 Anwendungsbeispiele Gateways +Umfangreicher Support an Netzwerkprotokollen +diverse Bibliotheken (z.B. gsmlib ) +verbreitete & gut dokumentierte API Touch-Panels +Vielzahl an Gerätetreibern +verbreitete & gut dokumentierte API -eingeschränkte Unterstützung von einfachen GUIs

8 Gerrit Telkamp DOMOLOGIC Java auf kleinen Linux-Devices 8 JControl (I) Lösung: Kombination uCLinux als freies Betriebssystem: kontinuierliche Weiterentwicklung Quelltexte verfügbar JAVA als objektorientierte Programmiersprache Klassenbibliotheken stellen fertige Software- Komponenten zur Verfügung (z.B. GUI- Framework) Garbage Collector Plattformunabhängigkeit

9 Gerrit Telkamp DOMOLOGIC Java auf kleinen Linux-Devices 9 JControl (II) JControlVM skalierbar von 8 bis 32 Bit Hier: Betriebssystem uClinux ab 60kB Speicherbedarf alle Peripheriekomponenten als Klassenbibliothekenlokal: I/O- Komponenten, Sensoren, Aktoren remote: Komponenten anderer Geräte über Bussysteme optimiertes Speichermanagement JControl-Entwicklungsumgebung Compiler, Projektmanagement, Simulator, Debugger

10 Gerrit Telkamp DOMOLOGIC Java auf kleinen Linux-Devices 10 JControl -Produkte 60 x 42mm Grafik-LCD mit 128 x 64 Pixel Diverse I/O Steuerleitungen Analog-Eingänge PWM-Ausgänge Bus-Systeme etc. 8-Bit Mikrocontroller-Kern 2k Arbeitsspeicher 64k-256k FLASH für Anwendungen Stromaufnahme: ca. 10mA JControl (III)

11 Gerrit Telkamp DOMOLOGIC Java auf kleinen Linux-Devices 11 Tür-Sprechstelle Video-Speicher Touch-Panel Frei konfigurierbare Benutzeroberfläche Embedded Linux mit uClinux Embedded JAVA mit JControl Feld-Bus-Systeme EIB, YR-Bus Spezielles GUI-Design, spezielle Schriftsätze Firmware-Update über serielle Schnittstelle Umfangreiche Test- und Diagnose-Funktionen JControl (IV)

12 Gerrit Telkamp DOMOLOGIC Java auf kleinen Linux-Devices 12 SmartHome Terminal Power-Line Kommunikation (PL132) Tür-Terminal für Signalisierung von Fehlerzuständen Geräte werden beim Öffnen der Tür überprüft Bedienung per Touch JControl (V)

13 Gerrit Telkamp DOMOLOGIC Java auf kleinen Linux-Devices 13 JControl (VI) Ethernet-CAN-Gateway

14 Gerrit Telkamp DOMOLOGIC Java auf kleinen Linux-Devices 14 JControl (VII)

15 Gerrit Telkamp DOMOLOGIC Java auf kleinen Linux-Devices 15 Historie - uClinux Standard-Linux setzt auf PC- Technologie auf uClinux: Linux für MMU-lose Systeme (z.B. PALM-Devices) uClinux = you see Linux Kenneth Albanowski und D. Jeff Dionne, 1998 ColdFire-Port: Greg Ungerer, 1999

16 Gerrit Telkamp DOMOLOGIC Java auf kleinen Linux-Devices 16 Plattformen für uClinux (1) 32-Bit-Systeme ohne MMU (Memory Management Unit), z.B.: PALM-Size Motorola M68k Motorola ColdFIRE ARM7 NEC V850 Hitachi H8, SH4 XILINX MicroBlaze Leistung in etwa vergleichbar mit MHz

17 Gerrit Telkamp DOMOLOGIC Java auf kleinen Linux-Devices 17 Plattformen für uClinux (2) Kompakte Hardware: ab 3-Chip-Lösung Prozessor RAM ROM (FLASH) Stromverbrauch: <1W Speicherausstattung: 1..16MB RAM MB FLASH Memory Systemkosten: €30,00

18 Gerrit Telkamp DOMOLOGIC Java auf kleinen Linux-Devices 18 JControl/IDE (I) IDE für Kopplung zwischen Host und Target

19 Gerrit Telkamp DOMOLOGIC Java auf kleinen Linux-Devices 19 Entwicklungsumgebung Integrierte Entwicklungs- umgebung (IDE) Editor Compiler Upload/Download Bildbearbeitung Schriftsatz... Integrierte Simulation Software-Entwicklung auf Geräte-Ebene, nicht auf Prozessor-Ebene JControl/IDE (II)

20 Gerrit Telkamp DOMOLOGIC Java auf kleinen Linux-Devices 20 JControl/IDE (III) PictureEdit - Bildbearbeitung für LCDs

21 Gerrit Telkamp DOMOLOGIC Java auf kleinen Linux-Devices 21 JControl/IDE (IV) FontEdit - Schriftsatzerstellung

22 Gerrit Telkamp DOMOLOGIC Java auf kleinen Linux-Devices 22 JControl/IDE (V) MelodyEdit - Melodien Bearbeiten

23 Gerrit Telkamp DOMOLOGIC Java auf kleinen Linux-Devices 23 JControl/IDE (VI)

24 Gerrit Telkamp DOMOLOGIC Java auf kleinen Linux-Devices 24 JControl im Vergleich JControl im Vergleich zu anderen Implementierungen:

25 Gerrit Telkamp DOMOLOGIC Java auf kleinen Linux-Devices 25 Aufbau der JControlVM Mikrokernel: Scheduling Execution Runtime-Environment in Threads ausgelagert

26 Gerrit Telkamp DOMOLOGIC Java auf kleinen Linux-Devices 26 Schaltflächen: Text und Bilder: Messwert-Visualisierungen: Komponentenbibliothek

27 Gerrit Telkamp DOMOLOGIC Java auf kleinen Linux-Devices 27 Beispiel (I) /** * VoleButtonExample: Example using the three Vole button types */ public class VoleButtonExample extends Frame { public VoleButtonExample() { // create a simple button and add it to the frame Button simpleButton = new Button("Press me!", 30, 45, 65, 12); this.add(simpleButton); // create a Container with three RadioButtons and a Border around it Container c1 = new Container(); RadioButton rb1 = new RadioButton("Radio 1", 5, 8); RadioButton rb2 = new RadioButton("Radio 2", 5, 18); RadioButton rb3 = new RadioButton("Radio 3", 5, 28); // add the RadioButtons to the Container c1.add(rb1); c1.add(rb2); c1.add(rb3); // add a Border c1.add(new Border("RadioButtons", 0, 0, 60, 40)); // add the Container to the Frame this.add(c1); // create a Container with two CheckBoxes and a Border around it Container c2 = new Container(); CheckBox cb1 = new CheckBox("Check 1", 69, 10); CheckBox cb2 = new CheckBox("Check 2", 69, 23); // add the CheckBoxes to the Container c2.add(cb1); c2.add(cb2); // add a Border c2.add(new Border("CheckBoxes", 64, 0, 60, 40)); // add the second Container to the Frame this.add(c2); } /** * Instantiate and run the VoleButtonExample. */ public static void main(String[] args) { VoleButtonExample vbe = new VoleButtonExample(); // make the Frame visible vbe.show(); }

28 Gerrit Telkamp DOMOLOGIC Java auf kleinen Linux-Devices 28 Beispiel (II) Hardware-Monitor Überwachung von PC-Hardware über I²C/SMBus Menü-Steuerung Animierte Grafiken zur Visualisierung des Systemzustands Implementierung mit Vole und JControl 1 Tag Entwicklungsaufwand inkl. Validierung

29 Gerrit Telkamp DOMOLOGIC Java auf kleinen Linux-Devices 29 Fazit Vorteile gegenüber rein C-basierten Lösungen: Kürzere Entwicklungszeiten Middleware-Aspekt Alle Vorteile von JAVA enthalten (Garbage Collection,...) Effizienzsteigerung Rapid-Prototyping-Entwicklungsumgebung Echtes HW-SW-Codesign möglich Code-Reuse durch Plattformunabhängigkeit

30 Gerrit Telkamp DOMOLOGIC Java auf kleinen Linux-Devices 30 Future Work RAPSXUI


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