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Drahtloser Sensornetzknoten mit 10 µA Ruhestrom

11. April 2014, 10:50 Uhr | Heinz Arnold

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Fortsetzung des Artikels von Teil 1

RTEMS schafft Unabhängigkeit

Gerade für die Luft- und Raumfahrt ist eine Besonderheit von embedded brains interessant: Das Unternehmen setzt auf das Open-Software-Betriebssystem RTEMS und hat sich bereits zum größten europäischen Supporter von RTEMS gemausert. Bei RTEMS handelt es sich um ein skalierbares und hart echtzeitfähiges Betriebssystem (<10 µs), das sich mit einem Speicherplatz ab 32 KByte zufrieden gibt. Es steht für die meisten 32-Bit-Architekturen zur Verfügung, es sind keine Lizenzgebühren zu bezahlen – und es macht unabhängig. »In der Luft- und Raumfahrt hat schon seit längerem ein Umdenken stattgefunden. Open Source muss nicht schlecht sein, weil es günstig ist. Im Gegenteil: Was die langfristige Verfügbarkeit und was Software-Anpassungen und -Änderungen anbelangt, bietet die Open-Source-Community echte Vorteile«, erklärt Thomas Dörfler, der auch Mitglied im Steering-Committee von RTEMS ist. Was auf dem Markt so alles passieren kann, habe ja die Übernehme von Windriver durch Intel gezeigt: »Da war für einige RTEMS der Rettungsanker.«

Inzwischen hat RTEMS auch in der europäischen Luft- und Raumfahrt zunehmend Einsatz gefunden, und Open-Source wirkt nun auch hierzulande auf potenzielle Anwender nicht mehr so abschreckend. »Der Wunsch, unabhängig zu sein, dürfte auf Dauer für viele Anwender überwiegen«, freut sich Thomas Dörfler. »Und mehr und mehr setzt sich die Erkenntnis durch: Es gibt neben Linux für kleinere Systeme ein Open-Source-Betriebssystem, das langfristig verfügbar ist.« Das Betriebssystem arbeitet beispielsweise in Electra, einem Software-Defined-Radio-System von JPL, das in Marsmissionen eingesetzt wird, in dem RSM5-Logger, der in Rennmotorrädern von BMW für die Motorüberwachung verwendet wird, und im ID40. BoschRexroth verwendet es in seinen RFID-SLKs, um Daten vom Feldbus zu drahtlosen Tags zu übertragen. In den Atomic Force Microscopes von JPK Instruments steuert RTEMS das Positionierungssystem.

Einblick in die ECUs für Autos

Und natürlich auch in dem neuen Datenlogger DP² (Direct Prototyping Data Processor). Der Datenlogger hilft dabei, die Software in ECUs von Fahrzeugen auf die jeweiligen Einsatzbedingungen anzupassen. Er besteht aus der Controller-Box und bis zu drei Head-Units, die sich einfach an die Systembusanschlüsse des jeweiligen Steuergeräts anpassen lassen. Weil die Daten auf diese Weise verzögerungsfrei aufgezeichnet werden können, ist eine wesentlich höhere Abtastrate bei der Datenaufzeichnung möglich, als wenn dazu vorhandene Schnittstellen der ECU genutzt würden. Dies ermöglicht es, die Daten verschiedener ECUs präzise zu korrelieren. Und vor allem kann der DP² auch bei multifunktionalen Steuergeräten problemlos zwischen den verschiedenen Funktionen unterscheiden. Das ist wichtig, weil immer mehr Funktionen in einem Steuergerät zusammengefasst werden. Extern angebundene Daten-Logger können dann häufig die Daten den einzelnen Funktionen gar nicht zuordnen.

Die Daten liest das Gerät mit einer Abtastrate von 1 kHz aus. Die Aufzeichnungsgeschwindigkeit beträgt in der Compact-Version maximal 2 MByte/s, in der Ausbauvariante bis zu 4 MByte/s. In der Compact-Variante beträgt die Upload-Rate bis zu 100 MBit/s, in der Multichannel-Variante bis zu 1.000 MBit/s. Mit einem Speicher von 16 GByte kann der DP2 auch dann kontinuierlich aufzeichnen, wenn der Test über mehrere Stunden läuft. Ein GPS-Empfänger sorgt dafür, den Ereignissen in der ECU geografische Positionen zuzuordnen.

Um Unterstützung für RTEMS zu geben, bietet embedded brains regelmäßig Schulungen an. Teilweise ist Thomas Dörfler selbst von der Resonanz auf die Schulungen überrascht. »Wir sind meist ausgebucht, es gibt viele kleinere Firmen, die sich mit RTEMS beschäftigen.« Und es scheinen mehr zu werden: »Die Übernahme von Windriver war natürlich Wasser auf unsere Mühlen«, schmunzelt Dörfler.