Die Echtzeit-Erweiterung SHA für Windows lässt kaum Wünsche offen. Die Fähigkeit einzelne Prozessoren als SPS-System in Echtzeit zu nutzen – vollständig von Windows entkoppelt
– führt in eine neue Dimension. Gerade das hochgenaue Jitter-Verhalten (< 3µsec) erlaubt die Realisierung deterministischer Controller- und Automationsanwendungen. Dabei kann jeder Prozessor-Kern
als eigenständiges
Task-Cluster (PDF) mit einem Echtzeit-Scheduling betrieben werden, als Timer (SingleShot) oder im periodischen Betrieb. Dies ermöglicht z.B. den
parallelen Betrieb mehrere Feldbussysteme, redundanter Ethernet-Topologien, oder den parallelen Betrieb von eigenständigen Drive-Reglern.
Die Echtzeit Erweiterung , basierend auf der asynchronen X-Realtime Technologie (PDF), bildet die Grundlage aller Bibliotheken und ermöglicht die Entwicklung
von Applikationen, z.B. für die Steuerung von Hardware-Ressourcen. Die X-Realtime-Engine arbeitet ohne zusätzliche Hardware unter Windows und ermöglicht Echtzeit-Multitasking bis 10 µsec Umlaufperiode mit geringstem Jitter-Verhalten. Die X-Realtime Engine ist multiprozessorfähig, und kann vielseitig für Applikations- und Treiberprojekte
eingesetzt werden. Der Entwickler kann innerhalb seine gewohnten Entwicklungsumgebung arbeiten. Die Programmierung von Echtzeit-Tasks, der Ansteuerung von Hardware-Komponenten, als auch die Programmierung von Windows-Routinen
erfolgt zusammen innerhalb der selben Entwicklungsumgebung (z.B. VisualStudio), als eine Anwendung. Der Datenaustausch zwischen dem Echtzeit-System und der Windows-Applikation kann über gemeinsame, synchronisierte
Speicherbereiche durchgeführt werden.
Wie bei der 32-Bit Realtime Engine, erlaubt auch die 64-Bit Lösung die komplette Echtzeit-Programmierung von Ressourcen, wie IO-Space, MappedMemory und DMA von allen PC-Komponenten – sowohl interne Hardware
(z.B. Legacy), als auch periphere Adapter (z.B. PCI, PCIe, PCMCIA, usw). Für die Programmierung von Plug&Play-Komponenten wurde ein eigenständiger Ressourcen - Enumerator entwickelt. Der Zugriff auf
die Hardware-Ressourcen erfolgt direkt von der Applikationsebene in Echtzeit.
Die Software wird in einem Arbeitsgang installiert – ohne aufwendige Windows Einstellungen. Für den schnellen Einstieg steht die Software SYDBG für die Echtzeit-Kontrolle zu Verfügung – eine
Kontrollsystem für alle verfügbaren Prozessor-Kerne, sowie der Anzeige von Zustandsinformationen. Darüber hinaus bietet diese Software die Möglichkeit von Source-Code Debugging für Echtzeit-Tasks.
Mit dem zusätzlichen Modul für die Jitter-Analyse ermöglicht SYDBG die umfassende Überwachung der Realtime-Engine.
Einsatzgebiete in der Mess-, Steuerungs- und Übertragungstechnik mit hohen Datentransferraten und geringsten Reaktionszeiten sind beste Beispiele für die Anwendung der Echtzeit Erweiterung.
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Gerade bei den kritischen Plattform - CPU Kombinationen von Notebooks spielt die Echtzeit Erweiterung ihre Stärken aus. Durch die Kombination von 3 Kompensationsverfahren kann nachweislich, je nach Plattform, ein
Jitter von unter 10 Mikro-Sekunden erreicht werden. Auf Desktop-Plattformen wird sogar ein Jitter von unter 3 Mikro-Sekunden stabil erreicht. Dabei kann jeder Prozessor-Kern als eigenständiges Echtzeit-Task-Cluster
betrieben werden. Obwohl die X-Realtime Engine mit einen sehr geringen Jitter auskommt, ergibt sich systembedingt im Echtzeit-Sampling-Betrieb ein additiver Jitter. Das Resultat des neuen Kompensationsverfahrens
ist dabei absolut verblüffend - hier der Vergleich: Ohne Kompensation betrügt der additive Jitter der X-Realtime Engine über 20 Sampling Raten (2 msec Update-Zyklus) ca. 200 micro-sec, mit einem dynamischen
Drift von ca. 10 micro-sec pro Zyklus. Mit Kompensation beträgt der additive Jitter der X-Realtime Engine über 20 Sampling Raten (2 msec Update-Zyklus) ca. 15 micro-sec.
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