Open-Source RTOS für Embedded-Systeme Vorteile in vielen Fällen

RTEMS für High-Tech-Entwicklungen

Inzwischen hat Embedded Brains RTEMS auf den Sparc-basierten Quad-Core-Prozessor NGMP der ESA angepasst. Eingeflossen sind dabei auch neueste Forschungsergebnisse des Max-Planck-Instituts für Softwaresysteme, um sowohl 2-Kern- als auch 24-Kern-Systeme effizient zu unterstützen.

»Wer auf RTEMS setzt, kann vor allem kontinuierlich dafür sorgen, dass die Plattform skalierbar bleibt und sich neuen Anforderungen anpassen lässt – ohne die Entwicklungen von Null beginnen zu müssen«, fasst Dörfler zusammen. Deshalb war RTEMS auch von Anfang an bei Galileo dabei, genauso wie aktuell bei einigen Mikrosatellitenprojekten.

Doch auch wenn keine Lizenzkosten anfallen, heißt das nicht, dass es alles umsonst gibt. »Wer in einer Open-SourceCommunity mitmacht, der ist dann selbstverständlich auch gefordert, sich kontinuierlich einzubringen. Was er in seiner Entwicklungsarbeit der Gemeinschaft zur Verfügung stellt, ist kostenlos, was nicht immer dem Geschäftsmodell entspricht«, weiß Dörfler. »Dafür wird man aber auch nie von einer Entwicklung abgekoppelt.« Auf die Dauer lernten die Kunden, das zu schätzen. Was zum Beispiel die Entwicklung rund um FreeRTOS zeige. Für Dörfler ein schönes Beispiel, wie sich der Open-Source-Gedanke in der RTOS-Branche bereits durchgesetzt habe. FreeRTOS sieht er auch nicht als direkten Wettbewerber, denn der Kernel sei kleiner, umfasse weniger Funktionalität und richte sich deshalb an eine andere Zielgruppe als die, auf die Embedded Brains mit RTEMS abziele.

Selbstverständlich sind auch die größeren proprietären Systeme im Rennen wie VX Works oder SafeRTOS. »Aber es kommt eben sehr darauf an, was der Anwender damit machen will. Mit RTEMS sind sie an niemanden gebunden.« Er kann sich an eine Firma erinnern, die für etliche Jahre auf das RTOS einer etablierten Firma gesetzt hatte, die dann aber doch verkauft wurde. Ergebnis: Der Käufer hat das Betriebssystem der übernommenen Firma nicht mehr unterstützt. Einer der bisherigen Kunden der übernommenen Firma habe daraus die Lehre gezogen, dass so etwas nie mehr passieren dürfe: »Auf der Suche nach einer Open-Source-Alternative ist die Firma bei RTEMS gelandet – und seit 20 Jahren glücklich.«

Auch wenn die Beziehungen zur ESA und auch zu Forschungsorganisationen rund um die Welt bis in die USA, Russland und Australien inzwischen vielfältig sind – die Projekte sind nicht gerade für hohe Stückzahlen bekannt. Doch gibt es zahlreiche weitere Anwendungsfelder. In der Industrie arbeitet RTEMS in der Steuerung von fahrerlosen Transportsystemen, RTEMS steuert die riesigen Motoren von Schiffen oder die hochvernetzten Audio-Mischpulte, die Rundfunkanstalten vor Ort einsetzen, um direkt senden zu können, etwa bei großen Sportveranstaltungen.

RTEMS wird immer weiterentwickelt

Noch höhere Stückzahlen versprechen Anwendungen wie Brandmeldeanlagen und Krankenhausvernetzungen – hier arbeitet Embedded Brains mit Tyco zusammen. Ein weiteres interessantes Beispiel sind die Geldsortiermaschinen von Giesecke+Devrient. Denn hier kommt es auf höchste Leistungsfähigkeit an: In diesen Geldsortiermaschinen werden zwanzig Scheine pro Sekunde nicht nur darauf geprüft, ob es sich um Fälschungen handelt, sondern auch ob die Scheine abgegriffen oder beschädigt sind. Hohe Leistungsfähigkeit ist also gefordert, dort arbeiten Prozessoren mit 24Cores. So hat sich also im Rückblick bezahlt gemacht, dass die ESA schon sehr früh darauf drängte, dass RTEMS auch auf Multicore-Prozessoren angepasst werden sollte. »Wiederum ein schönes Beispiel für den Vorteil der Open-Source Community, die dafür sorgt, dass das System immer auf dem neuesten Stand bleibt und auch in der Zukunft skaliert«, so Dörfler.

Daran arbeitet Embedded Brains auch weiterhin. Derzeit wird RTEMS so erweitert, dass es für den Einsatz in sicherheitskritischen Anwendungen zertifiziert werden kann. »Das ist neu im Open-Source-Umfeld«, so Dörfler. »Auch wenn es heute noch nicht die große Nachfrage nach sicherheitskritischen Systemen gibt, zeigt es, wie sich die Community weiter entwickelt – und wir sind vorbereitet, sobald die Nachfrage einsetzt.«

Die dürfte wiederum zuerst aus dem Bereich der Luft- und Raumfahrt kommen. Denn hier gibt es Steuerungen, die „Mission-Critical“ sind, beispielsweise die Antriebssteuerung und die Navigation. Wird eine Steuerdüse zu lange eingeschaltet, weicht der Satellit von seiner Bahn ab und könnte ganz verloren gehen. Anders als bei wissenschaftlichen Experimenten kann man dort SoftwareUpdates nicht einfach nachschießen. Die bisherige RTEMS-Variante in Raumfahrt-Qualität war allerdings nicht für Multicore-Systeme ausgelegt. »Jetzt ist die Multicore-Version fertig und die Community entwickelt das System für die sicherheitskritischen Einsatzfälle fort«, so Dörfler.

Um mangelnde Aufträge muss er sich auf der RTEMS-Seite jedenfalls keine Sorgen machen: »Wir haben im RTEMS-Umfeld einen Auftragsbestand für ein Jahr und sind mit der Entwicklung von Hardware und Systemen trotz der momentanen Situation gut beschäftigt.«