Prezentace se nahrává, počkejte prosím

Prezentace se nahrává, počkejte prosím

RTOS s aplikačním rozhraním Win32 API Ing.Petr Štefka Ing.Ladislav Reisner dataPartner s.r.o.

Podobné prezentace


Prezentace na téma: "RTOS s aplikačním rozhraním Win32 API Ing.Petr Štefka Ing.Ladislav Reisner dataPartner s.r.o."— Transkript prezentace:

1 RTOS s aplikačním rozhraním Win32 API Ing.Petr Štefka Ing.Ladislav Reisner dataPartner s.r.o.

2 dataPartner s.r.o. dodavatel softwarových řešení

3 Program přednášky  Vývojové trendy a možnosti hardware  Zpětný vliv na software  OS reálného času PharLap ETS  Charakteristika ETS  RTX - doplněk reálného času pro Windows  Charakteristika RTX  Schéma implementace RTX  Klíčové technické momenty  Nástroje pro vývoj aplikací  Provoz a výsledky  Příklady aplikací  Ukázka RTX

4 Vývojové trendy a možnosti hardware  Zvyšování výkonu – dostupný 1GHz  Snižování nároků na prostředí – odolnost  Snižování cen – běžná dosažitelnost  Unifikace, integrace – jednodeskové CPU

5 Zpětný vliv na software  Rozhraní Win32 API jako sjednocující standard na všech úrovních aplikací  Vyspělé informační technologie přímo do procesu řízení –> embedded CPU  Výkonné programovací techniky blíže technologii  Složité výpočty  Distribuované řídící prostředky  Moderní vizualizace  Datová úložiště

6 Zpětný vliv na software Zabudované (embedded) aplikace  Řídící jednotky  Průmyslová automatizace,  Medicínské aplikace,  Řízení strojů  Nenáročné CPU, s vysokou spolehlivostí  Malé rozměry  Nízká spotřeba  Cenově dostupné

7 Zpětný vliv na software Aplikace reálného času  Řídící a monitorovací aplikace  Průmyslová automatizace,  Telekomunikace  Testy a měření,  Medicínské aplikace,  Simulace a mnohé další  Deterministické plánování a reakční časy  Programový multitasking  Reakční doby v nejhorším případě pod 50 µs  Vysoký výkon přepínání programových vláken pod 1 µs

8 OS reálného času PharLap ETS  Pevný reálný čas  Deterministický plánovač úloh  32 úrovní priority  Jednoprocesní, mnohovláknový OS  Má všechny podstatné rysy Win32  Vývoj aplikací v prostředí MS Visual C++

9 Charakteristika ETS Je optimální pro embedded aplikace  Přístupové funkce na I/O porty  Strukturovaná organizace výjimek  Nejnovější jazykové vlastnost C++ Embedded StudioExpress  Nadřazený křížový debugger v HW RTOS  Režimy WaitHost / NoWaitHost  Výpisy na obrazovku Hosta / Klienta Jádro RTOS využívá část API  Flexibilní ladění  prototyp aplikace lze přímo ladit ve Windows  kompatibilita se systémy Windows Programové nástroje  Embedded Studio Express  Spojovací program LinkLoc  Visual System Builder Pevný reálný čas – Prioritami řízené jádro, – Souběžné zpracování úloh – vlákna (threads) – Deterministický plánovač Subsystémy jádra – ETS TCP/IP – ETS Micro Web – pošta SMTP – DOS kompatibilní souborový systém – Zavaděče knihoven DLL – Emulátor plovoucí řádové čárky – Grafické uživatelské rozhraní

10 Charakteristika ETS Síťová podpora s TCP/IP  WinSock 1.1  Multihoming  Ethernet + protokoly PPP a SLIP  MicroWeb Server Systém souborů  FAT 8, 16, 32  FTP protokol  Knihovny dll Sada Win32 API  Multithreading  Synchronizační objekty  Strukturované výjimky

11 RTX – Doplněk reálného času pro Windows  Přidává do Windows subsystém reálného času  Nezávislý plánovač vláken v RTSS běží před všemi přerušeními a před vykonáváním vláken Windows  RTSS poskytuje vysoce-rychlostní a deterministické reakce  Žádné změny v jádře, v HAL-u ani v ovladačích  Doplněk HAL-u o reálný čas pro izolaci přerušení, rychlé časovače a zachycení STOP stavu jádra OS  RTX podporuje volání RtWinAPI a Microsoft Visual Studio IDE

12 Charakteristika RTX  Aplikace s RTX  Mohou startovat v průběhu boot-u (sekundy po obrazovce loga)  Při stavu Windows STOP mohou být avizovány a pokračovat dál  Zajišťuje IPC mezi procesy Win32 a RTSS  128 úrovní priorit – nastavitelné časové kvantum na vlákno  Pracuje s XP Power Management a PnP  Podpora ACPI (Advanced Configuration Power Interface), pro multiprocesorové i standardní platformy PC  Podpora multiprocesorů (vyhrazené nebo sdílené RTSS)  Služby a aplikace Windows  Společný uživatelský interface a síťová konektivita  Levné platformy a bohatá podpora OS

13 Schéma implementace RTX Windows XP Jádro a Ovladače zařízení Windows HAL OvladačRTX Subsyst é m Win32 ProcesWin32 RTX.DLL Proces Win32 s RTX a IPC RTX Real-time doplněk HAL-u IA32 PC – UP nebo MP Hardwarová platforma LPC Real-time proces 1 Real-time proces N … RTX RTSS (RtWinAPI) TCP/IPDLLUživatel.DLL …

14 Schéma implementace RTX detaily Thread Manager Server & Klienti LPCSynchro & Metody IPC Zpracování RtWinAPI & Správa Objektů Podpora RTX pro Win32 Server & Klienti LPC Memory, File IO, PnP & Interrupt, Power Manager ExceptionInterrupt Dofronty RTSS RTSS Hodiny, Časovače & Přerušení DoFrontyXP Podpora ostatních RtWinAPI Prostředí RTSS Prostředí XP Proces, Heap & Paměť

15 Klíčové technické momenty  Možné zdroje dlouhé reakční doby  Hardware  Dlouho trvající přístup k zařízení „busy-wait“ (zabírá procesor)  Dlouho trvající obsazení sběrnice (paměťový konflikt)  Power management (metody non-ACPI)  BIOS-em prováděný System Management Mode (SMM)  Software  CLI – Zákaz přerušení, vydaný na procesorové úrovni (kritický kód)  WBINVD – Cache write-back (vyrovnávání video paměti)

16  Hooking  Zachycené přerušení jádro-HAL nebo volání časovače  Dlouhotrvající spin-locks a kritický kód  Sdílení zdrojů (resource) mezi Windows a RTX  Alokace paměti  Inventarizace a správa sběrnic zařízení  Přidělování přerušení – PnP, PCI Bus, ISA Bus  Windows a RTX nemohou sdílet vektory přerušení  Omezení sledu přerušení na PCI (pro více než 4 zařízení) Klíčové technické momenty

17 Nástroje pro vývoj aplikací  Visual Studio IDE  „plug-in“ Wizard pro aplikace/ovladače RTX  Standardní C/C++ kompilátor a knihovny pro exekutivu  Hlavičkové soubory a knihovny pro RtWinAPI  „plug-in“ Debugger RTX na zdrojové úrovni  Real-time Object Viewer  Real-time TimeView (trasování sekvencí)  Quick Timer Latency Display  Platform Evaluator

18 RTX – RTSS Object Viewer

19 RTX TimeView  Nástroj na trasování událostí pro vývojáře a OEM  Události přerušení a časovače  Přepínání kontextu vláken a synchronizační události  Systémová volání aplikací a uživatelsky definované události  Definovatelné přepínače trasování, filtry událostí  Textový výstup, nebo …  GUI pro vizualizaci  Graf systémového časování  Statistika přepínání vláken  Zoom stupnice časové osy

20 Timer Latency Display

21 Provoz a výsledky  Porovnání IPC Win32 a doby přepínání vláken pro Windows XP, CE 3.0 a RTX 5.1  Příklad TCP/IP – měření doby přenosu paketu datagramu, tam a zpět (“round trip”), mezi dvěma počítači  1.případ: Z Windows NT do Windows NT, s použitím standardního stack-u TCP/IP Windows NT  2.případ: Z RTX do RTX, s použitím stack-u embedded Treck TCP/IP

22 Výsledky přepínání vláken  Doby reakcí vlákna na zatíženém CPU Pentium III 800 (Min/Max v µsec) POZNÁMKY: 1) Maximální hodnoty zahrnují režii časovače přerušení. 2) Windows XP prioritně nepodporují vlastnictví konkurenčních mutexů vláknem. 3) Výsledky CE jsou lehce ovlivněny zátěží od GUI. Operace Win XP CE 3.0 RTX 5.1 SetEvent (bez přepnutí) 1.04 / / / 2.71 SetEvent ® WFSO 1.38 / / / 2.96 ReleaseMutex ® WFSO 1.49 / / / 3.26 ReleaseSemaphore ® WFSO 1.39 / / / 3.43 Přepínání úloh „Yield“ 1.11 / / / 3.37 Změna priority 1.31 / / / 3.81 Reakční doba IST reakce vlákna obsluhy přerušení 4.3 / / / 19

23 Výsledky TCP/IP

24 Přínos použití reálného času pro tvorbu aplikací  Řídící systémy reálného času s velkým rozlišením  Systémy pokročilého řízení  Velmi rychlé řídící systémy  Systémy pro sběr dat v reálném čase  Simulační systémy s velkým rozlišením  Přesné řídící systémy  Přesné detekční systémy

25  Letecký simulátor  Požadavky na systém  GUI Windows pro administraci  Deterministická síťová konektivita do simulační WAN  Přehled, pokud se vyskytnou simulované události  Přehled nad časovými posloupnostmi prováděných úkonů  Rychlý uživatelský vstup pro ovládání  Řídící platforma pohonu tvarové řezačky  Požadavky na systém  Schopnost I/O operací v reálném čase, pro přesné ovládání stroje  Řízení a síťové začlenění do infrastruktury rozhodování VP  Konektivita USB pro velkou rozmanitost periferních doplňků Příklady aplikací:

26 Architektura příkladů  XP GUI pro Administraci  Připojení do sítě Windows  USB Plug-N-Play  Grafické programy •DirectDraw 8 XP Embedded IPC  Optimalizované řízení pohonu v reálném čase  Logika řízení Simulací  Deterministický síťový interface  Interface ovládacích přístrojů uživatele RTX

27 Distribuovaný řídící systém DisCo ® Společné použití Win32 API  Windows Embedded+RTX  PharLap ETS Datový a aplikační objektový model  Návrh a údržba datových modelů  Studio DisCosuite  Studio DisCO Embedded  Konstrukční data v relační databázi  Objekty generované pomocí builderů  Persistentníobjekty pro run-time  Persistentní objekty pro run-time  Jedinečná identifikace objektů  Typové objekty – PATERNY  Data, Command, Event  Builder, Manager, Scheduler,Supervisor, Observer

28 Ukázka RTX  SRTM (System Response Time Measurement) Zobrazení reakčního času  Ukázka reakčních dob  Ukázka efektu “cache jitter”, vyvolaného GUI  Kompilování a spuštění jednoduchého programu v C  Ukázka kompilace, linkování a spuštění  Ukázka práce s „Object Viewer“  Ukázka práce s debugger-em

29 Diskuse  Otázky a poznámky?  Získejte zdarma zkušební verzi RTX 5.5 na  Navštivte prosím pro podrobnější informace o RTX Cena ?  Jedna licence pro školství50%  Deset licencí pro školství20% z komerční ceny

30 Děkujeme za pozornost


Stáhnout ppt "RTOS s aplikačním rozhraním Win32 API Ing.Petr Štefka Ing.Ladislav Reisner dataPartner s.r.o."

Podobné prezentace


Reklamy Google