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OSEK OS und OSEK Time Betriebssysteme in Kfz. WS01/02Daniel Kasmeroglu 2 Probleme bei Eingebetteten Systemen in Kfz in den 80ern Anzahl der Systeme steigt.

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Präsentation zum Thema: "OSEK OS und OSEK Time Betriebssysteme in Kfz. WS01/02Daniel Kasmeroglu 2 Probleme bei Eingebetteten Systemen in Kfz in den 80ern Anzahl der Systeme steigt."—  Präsentation transkript:

1 OSEK OS und OSEK Time Betriebssysteme in Kfz

2 WS01/02Daniel Kasmeroglu 2 Probleme bei Eingebetteten Systemen in Kfz in den 80ern Anzahl der Systeme steigt Hohe Entwicklungskosten durch inkompatible Hardware Geringe Wiederverwendbarkeit von Softwaremodulen auch innerhalb von Produktlinien Variantenmanagement

3 WS01/02Daniel Kasmeroglu 3 Wozu einen Standard definieren ? (1) Company2000 Revenue 2000 Market Share % 1999 Revenue 1999 Market Share % Growth % Motorola1, , NEC ST Microelectronics Infineon Philips Others8, , Total Market13, ,

4 WS01/02Daniel Kasmeroglu 4 Wozu einen Standard definieren ? (2)

5 WS01/02Daniel Kasmeroglu 5 Historisches 1993 Initial Partners starten Projekt OSEK Parallel dazu wurde VDX in Frankreich entwickelt 1994 OSEK und VDX schliessen sich zu OSEK/VDX zusammen 1995 Zusammenführung OSEK und VDX fertig 1997 Version 2.0 fertiggestellt

6 WS01/02Daniel Kasmeroglu 6 Was bezweckt man mit OSEK ? Einführung einer Referenz-Architektur Reduktion der Entwicklungskosten Portabilität Wiederverwendbarkeit Skalierbarkeit

7 WS01/02Daniel Kasmeroglu 7 Der OSEK Standard (1) Betriebssystem: OSEK OS 2.2 Kommunikation: OSEK Communication Netzmanagement: OSEK Network Management 2.5.1

8 WS01/02Daniel Kasmeroglu 8 Der OSEK Standard (2)

9 WS01/02Daniel Kasmeroglu 9 OSEK OS (1) Funktionalitäten Ein-Prozessor OS Echtzeitfähig Multitasking Statisch Standard API bestehend aus 35 Funktionen

10 WS01/02Daniel Kasmeroglu 10 OSEK OS (2) Betriebsmittel Grundlegende Betriebsmittel sind Tasks, Events und Interrupts Ferner gibt es noch Alarme und Counter Steuerung über Standard API (Version 2.2 = 35 Funktionen)

11 WS01/02Daniel Kasmeroglu 11 OSEK OS (3) Tasks Nutzungsmöglichkeiten sind durch Konformitätsklasse bestimmt

12 WS01/02Daniel Kasmeroglu 12 OSEK OS (4) Tasks Basic Tasks können nur folgendermassen beendet werden: - Task beendet sich selbst - OS wechselt zu Task mit höherer Prio - Interrupt muss behandelt werden

13 WS01/02Daniel Kasmeroglu 13 OSEK OS (4) Tasks Extended Tasks können durch Aufruf der Funktion WaitEvent in einen Wartezustand versetzt werden

14 WS01/02Daniel Kasmeroglu 14 OSEK OS (5) Task-Zustände

15 WS01/02Daniel Kasmeroglu 15 OSEK OS (6) Task-Scheduling Abarbeitung der Tasks wird entweder über die Prioriät oder über die Scheduling-Politik (nicht-preemptiv, voll-preemptiv, gemischt- preemptiv) festgelegt Scheduler ist Resource und kann von Task belegt werden um Switch zu verhindern

16 WS01/02Daniel Kasmeroglu 16 OSEK OS (7) Tasks-Scheduling (nicht preemptiv)

17 WS01/02Daniel Kasmeroglu 17 OSEK OS (8) Task-Scheduling

18 WS01/02Daniel Kasmeroglu 18 OSEK OS (9) Interrupts ISR Kategorie 1: Kein Aufruf von OS Funktionen ISR Kategorie 2: Aufruf von OS Funktionen (eingeschränkt)

19 WS01/02Daniel Kasmeroglu 19 OSEK OS (10) Events Events sind Ereignisse, die nur von Extended Tasks empfangen werden können. Auslösung ist durch alle möglich.

20 WS01/02Daniel Kasmeroglu 20 OSEK OS (11) Zeitmanagement Alarme lösen zu bestimmten Zeiten Ereignisse aus oder starten Tasks Counter sind wie Uhren und können mit den Alarmen kombiniert werden API zur Steuerung von Alarmen und Countern ist NICHT Teil der Spezifikation

21 WS01/02Daniel Kasmeroglu 21 OSEK OS (12) Resourcen Resourcen sind Erweiterung zu Semaphoren um globale Daten Deadlock-frei zu behandeln. Freigabe in umgekehrter Reihenfolge der Anforderung Verwaltung mittels Priority-Ceiling Protokoll Beendigung eines Tasks -> alle Resourcen frei

22 WS01/02Daniel Kasmeroglu 22 OSEK OS (13) Hook-Routinen Benutzer-Code aufgerufen durch OS Funktionen Vorrangig vor allen Tasks Keine Unterbrechung durch Kategorie 2 Interrupts Meist nicht portierbar

23 WS01/02Daniel Kasmeroglu 23 Warum OSEK Time und nicht OSEK/VDX ? Vorhersagbares Systemverhalten Systemstabilität (Fehlererkennung und – toleranz) Kompatibilität zu OSEK/VDX

24 WS01/02Daniel Kasmeroglu 24 OSEK Time (1) Architektur

25 WS01/02Daniel Kasmeroglu 25 OSEK Time (2) Prozess-Behandlung

26 WS01/02Daniel Kasmeroglu 26 OSEK Time (3) OSEKTime mit OSEK/VDX OSEK/VDX Prios liegen unter denen von OSEKTime Mikrocontroller benötigt viele Interrupts Nicht-Preemptive Tasks in OSEK/VDX sind nur für OSEK/VDX NP, sonst preemptiv Resourcen können nicht geteilt werden Kommunikation nur über FTCom

27 WS01/02Daniel Kasmeroglu 27 OSEK Time (4) Tasks Keine Unterscheidung bei Tasks Können nur durch die Dispatcher-Tabelle angestossen werden (Aktivierungsevent) WCET muss für jeden Task ermittelt werden können

28 WS01/02Daniel Kasmeroglu 28 OSEK Time (5) Task-Zustände

29 WS01/02Daniel Kasmeroglu 29 OSEK Time (6) Task-Scheduling Scheduling wird mittels einer Tabelle (dem sog. Dispatcher) vor dem Übersetzen festgelegt Dispatcher wird durch ein Tool erzeugt Komplette Abarbeitung eines Dispatchers bezeichnet man als eine Runde

30 WS01/02Daniel Kasmeroglu 30 OSEK Time (7) Task-Scheduling

31 WS01/02Daniel Kasmeroglu 31 OSEK Time (8) Systemstabilität Deadlines der Tasks werden überwacht Monitor Einträge an den Deadlines Monitor Eintrag beliebig aber vor Beenden einer Runde Wenn globale Zeit verfügbar -> lokale anpassen

32 WS01/02Daniel Kasmeroglu 32 OSEK Time (9) Interrupts ISR hat nur beschränkten Zugriff auf OS Interrupts dürfen in definierten Zeitintervallen nur einmal auftreten Abschaltung der Interrupts, sobald ISR beginnt Applikationen dürfen Interrupts nicht Ein/Ausschalten

33 WS01/02Daniel Kasmeroglu 33 OSEK Standard OIL steht für OSEK Implementation Language und wird benutzt um das OSEK/VDX Betriebssystem zu konfigurieren FTCom ist eine Spezifikation zur fehlertoleranten Kommunikation NM ist eine Spezifikation zur Organisation von Netzwerken

34 WS01/02Daniel Kasmeroglu 34 OSEK Implementationen / Tools ERCOS ist eine Implementation der ETAS, die wiederum eine Tochter von Bosch ist. BMW Standard Core ist eine Implementation basierend auf ProOSEK von 3Soft. LEO stellt OSEK System als Prozess auf Desktop-System dar

35 WS01/02Daniel Kasmeroglu 35 Quellen OSEK/VDX Spezifikationen Folie 3, Zuwachsraten, Gartner Dataquest September 2001 Folie 4, Zuwachsraten, Hansen Report Folie 8, Schematische Darstellung des OSEK Standards von 3Soft GmbH


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