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Open Source RTOS

RTEMS steuert Perseverance

Der NASA-Marsrover Perseverance nutzt auf diesem Bild ein Röntgenspektrometer, das bei der Suche nach Anzeichen für urzeitliches mikrobielles Leben in Gesteinen hilft.
Der NASA-Marsrover Perseverance nutzt auf diesem Bild ein Röntgenspektrometer, das bei der Suche nach Anzeichen für urzeitliches mikrobielles Leben in Gesteinen hilft.
© NASAJPL-Caltech

Das Gehirn von Perseverance steuert die quelloffene Systemplattform RTEMS, die in Europa embedded brains aus Puchheim betreut.

Die beiden wichtigsten Computer an Bord des Perseverance Rover der NASA, die Command and Data Management Unit (CDMU) und der Altitude Steuerrechner (ACC) steuert unter anderem das Open Source Echtzeitbetriebssystems RTEMS 4.5.0. Das SMU-Prozessor-Modul wurde um einen SPARC-V7-Prozessor, den TSC695F, und einen anwendungsspezifischen I/O-IC gebaut.

Die quelloffene Systemplattform gewährleistet seit 1995 langfristige Verfügbarkeit (es feierte letztes Jahr Geburtstag) und Stabilität der Software-Plattformen für Echtzeitbetrieb und stützt sich auf eine weltweite Entwickler- und Support-Community. Sie wird in Europa von den Systementwicklern der embedded brains aus Puchheim betreut. Aufgrund seiner Zuverlässigkeit eignet sich RTEMS besonders für Anwendungen, die für hohe Sicherheitsanforderungen nach der IEC-Norm 61508 und dem US-Standard DO-178 B der Luftfahrtbehörde FAA zertifiziert sind.

»RTEMS bietet im Vergleich zu anderen Open-Source Betriebssystemen mit Echtzeit-Fähigkeiten eine „harte“ Echtzeit-Fähigkeit und hohe Skalierbarkeit. Minimale Boot-Zeiten, eine sehr hohe Zuverlässigkeit und Langzeit-Robustheit bei geringem Ressourcenverbrauch sind weitere Pluspunkte«, sagt Thomas Dörfler, Geschäftsführer von embedded brains.

Das richtige Open Source-RTOS auch für die Industrie

Durch die Summe seiner Eigenschaften eignet sich RTEMS nicht nur für den Einsatz im Luft- und Raumfahrtbereich sowie in Motorsteuerungen und Fahrerassistenzsystemen im Automobil-Bereich, sondern auch für sicherheitsrelevante industrielle Anwendungen wie fahrerlose Transportsysteme. Im wissenschaftlichen Bereich ist RTEMS beim DESY Elektronen-Synchrotron in Hamburg seit Jahren erfolgreich im Einsatz. RTEMS ist mit zahlreichen Portierungen für die meisten gängigen Hardware-Architekturen verfügbar. Hierzu gehören unter anderem Intel x86, MIPS, Coldfire, Renesas V850, Sparc, PowerPC, ARM und RISC-V. Speziell strahlungsgehärtete Sparc-Prozessoren sind für den Einsatz in der Luft- und Raumfahrt relevant.

Kontinuierliche Weiterentwicklung und Fortbildungen

embedded brains unterstützt RTEMS-Kunden in ganz Europa und bietet benutzerspezifische Konzeptentwicklung, Entwicklungsunterstützung, Portierung, und Treiber- und Softwareentwicklung für RTEMS an. Neben einem schnellstmöglichen Einstieg in die Entwicklung unter RTEMS profitiert der Kunde so auch von einem deutlich entlasteten Zeitbudget und reduzierten Kosten für die Anwendungsentwicklung. embedded brains bietet darüber hinaus technische RTEMS Schulungen, Standard-Support für erfahrene Anwender und projektspezifische Unterstützung für R&D Teams an. Als Mitglied im Steering Committee von RTEMS weiß Thomas Dörfler, dass es essentiell ist, die kontinuierliche Weiterentwicklung aktiv zu begleiten, um den Anforderungen der Kunden auch künftig erfüllen zu können. 

Nach jahrelanger Vorarbeit der NASA und nach einer Flugstrecke von 470 Millionen km ist der Rover Perseverance am 18. Februar 2021 erfolgreich auf dem Mars gelandet. Ein Hauptziel der Mars-Mission ist die Suche nach Anzeichen für urzeitliches mikrobielles Leben. Der Rover wird die Geologie des Planeten und das Klima früherer Zeiten analysieren und die erste Mission sein, die Marsgestein und Regolith (zerbrochenes Gestein und Staub) sammelt und speichert.

Nachfolgende NASA-Missionen werden in Zusammenarbeit mit der ESA (Europäische Weltraumorganisation) Raumfahrzeuge zum Mars schicken, um diese zwischengespeicherten Proben von der Oberfläche zu sammeln und zur Erde zurückzubringen, wo sie eingehend analysiert werden.


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