Echtzeit Erweiterung für Windows
(Realtime Extension)

Programmier - Bibliothek

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  Homogenes Interface unter Windows
Programmierung Applikationsebene
Task-Cluster Zuweisung
Prioritätssteuerung der Echtzeit-Tasks
Prozessor Skalierung
Stand-Alone Processor Control
UEFI BIOS Support
Processor Exception Handling
Ausführung und Debugging auf einer Plattform
Source-Line Debugging
Kein System-Crash bei Programmierfehlern
Garbage-Collector
Frequenzmodulation in Echtzeit
Realtime Silent Mode
Non-Preemptive Realtime Multitasking
Kombination von User- und Kernel-Mode
Echtzeit für App. und Treiber-Projekte
Interprozess Realtime Support
Event basierende Synchronisierung
High Accuracy Timer
High Accuracy Delay
Interprozess Memory
Boot-Memory
Echtzeit Erweiterung (Realtime Extension) unter Windows

X-Realtime Engine

Windows Echtzeit Erweiterung Technologie   Echtzeit Frequenz bis 200 KHz
Jitter kleiner 10 µs
Adaptive Jitter Compensation
Active Plattform Control
Active Power Management

Zusätzliche Werkzeuge

  Source-Line Debugger
Realtime Sequencer
Debugger für Windows Echtzeit Erweiterung

Steuerung von Hardware-Ressourcen in Echtzeit

Hardware Steuerung mit Echtzeit Erweiterung (Realtime Extension) unter Windows   Ressourcen Enumerierung
Echtzeit IO-Port Access
Echtzeit Mapped Memory Access
Physical DMA Memory
Cache Control

Typische Anwendungen

  Messtechnik
Schweisstechnik
Lasertechnik
Optische Systeme
Robotik
Sensorik
Maschinen Steuerungen
Automatisierungsanwendungen
Automotive Anwendungen
Analyse Technik
Service und Diagnose
Anwendungen für Echtzeit Erweiterung (Realtime Extension) unter Windows

Unterstützte Entwicklungsumgebungen

Entwicklungsumgebung für Echtzeit Erweiterung unter Windows   Visual C++
Embacadero C++ Builder
Embacadero Delphi
LabWindows/LabView
Visual Basic (Interprocess)
Visual C# (Interprocess)
Andere native Compiler

Wissenswertes ...

Echtzeit unter Windows

Die Echtzeit-Erweiterung SHA für Windows eröffnet neue Möglichkeiten in der Realtime-Automation. Durch die Fähigkeit, einzelne Prozessorkerne vollständig entkoppelt von Windows als Echtzeit-Systeme zu betreiben, wird eine bisher unerreichte Deterministik erzielt. Das äußerst präzise Jitter-Verhalten (< 10 µs, je nach Plattform) erlaubt den Aufbau hochgenauer Steuerungs- und Automatisierungsanwendungen. Jeder Prozessor-Kern kann als eigenständiges Task-Cluster (PDF) mit Echtzeit-Scheduling betrieben werden – sowohl als Timer (SingleShot) als auch im periodischen Betrieb. Damit lassen sich beispielsweise mehrere Steuerungssysteme, redundante Ethernet-Topologien oder parallele Drive-Controller gleichzeitig ausführen.

Die Echtzeit-Erweiterung basiert auf der asynchronen X-Realtime-Technologie (PDF), die das Fundament aller SYBERA-Realtime-Bibliotheken bildet. Sie ermöglicht die Entwicklung leistungsfähiger Anwendungen zur direkten Steuerung von Hardware-Ressourcen – ohne zusätzliche Hardware. Die X-Realtime-Engine arbeitet nativ unter Windows und realisiert Realtime-Multitasking mit Zykluszeiten bis zu 10 µs bei minimalem Jitter. Durch die Multi-Prozessor-Fähigkeit eignet sich die Engine ideal für komplexe Applikations- und Treiberprojekte. Entwickler arbeiten dabei innerhalb ihrer gewohnten Umgebung (z. B. Visual Studio): Echtzeit-Tasks, Hardware-Ansteuerung und Windows-Routinen können in einer gemeinsamen Anwendung umgesetzt werden. Der Datenaustausch zwischen Realtime-System und Windows erfolgt über synchronisierte Speicherbereiche.

Wie bereits bei der 32-Bit-Version, erlaubt auch die 64-Bit-Variante die vollständige Echtzeit-Programmierung von Ressourcen wie IO-Space, Mapped Memory und DMA für alle PC-Komponenten – sowohl interne Hardware (Legacy) als auch periphere Adapter (PCI, PCIe, PCMCIA usw.). Für Plug-&-Play-Komponenten wurde ein eigener Ressourcen-Enumerator entwickelt, der den direkten Echtzeit-Zugriff auf Hardware-Ressourcen von der Applikationsebene ermöglicht.

Die Installation erfolgt in einem Schritt – ohne komplexe Windows-Konfigurationen. Für die Überwachung und Analyse steht das Tool SYDBG zur Verfügung, das eine Echtzeit-Kontrolle aller Prozessorkerne bietet und Zustandsinformationen darstellt. Zusätzlich ermöglicht es Source-Code-Debugging für Realtime-Tasks. Mit dem optionalen Jitter-Analysemodul bietet SYDBG eine umfassende Überwachung und Optimierung der Realtime-Engine.

Typische Einsatzbereiche sind Anwendungen in der Mess-, Steuerungs- und Kommunikationstechnik, bei denen höchste Datenraten und minimale Reaktionszeiten gefordert sind. Die SYBERA Echtzeit-Erweiterung für Windows ist die ideale Lösung für deterministische Realtime-Steuerungen und präzise Prozessautomation.

Echtzeit-Jitter-Reduktionsverfahren

Besonders auf kritischen Plattform-/CPU-Kombinationen, etwa bei Notebooks, zeigt die Echtzeit-Erweiterung ihre volle Stärke. Durch die Kombination von drei Kompensationsverfahren kann – abhängig von der Plattform – ein Jitter von unter 10 µs erreicht werden. Auf Desktop-Systemen werden sogar stabile Werte von unter 3 µs erzielt. Jeder Prozessor-Kern arbeitet dabei als eigenständiges Echtzeit-Task-Cluster. Obwohl die X-Realtime-Engine bereits ein sehr geringes Jitter-Verhalten aufweist, entsteht im Echtzeit-Sampling-Betrieb systembedingt ein additiver Jitter. Das neue Kompensationsverfahren reduziert diesen Effekt deutlich: Ohne Kompensation liegt der additive Jitter der X-Realtime-Engine über 20 Sampling-Zyklen (2 ms Update-Zyklus) bei ca. 200 µs mit einer Drift von rund 10 µs pro Zyklus. Mit Kompensation beträgt der additive Jitter über denselben Zeitraum nur etwa 15 µs – ein deutlicher Fortschritt für deterministische Realtime-Systeme.