Sharing Real-Time Objects in Distributed Embedded systems
Authors
Larsen, Erland Ketil ; Havn, Ib
Term
4. term
Education
Publication year
2015
Submitted on
2015-03-27
Pages
99
Abstract
I takt med at forbrugerprodukter bliver smartere, bygger de ofte på flere små, billige processorer, der skal samarbejde i realtid. I sådanne systemer med få ressourcer er udbredte teknologier som RMI og CORBA for tunge. Denne afhandling beskriver en reel industriel case med disse begrænsninger og foreslår et letvægts‑middleware—et softwarelag, der lader noder dele tidskritiske data—samt et kommunikationslag, der tilsammen kan forbedre ydeevnen og gøre vedligeholdelsen lettere. Vi analyserer CORBA Event Service og The ACE ORB (TAO) og foreslår optimeringer, der mindsker kompleksitet og kodestørrelse i små systemer. Til enhed‑til‑enhed‑kommunikation hentes inspiration fra Local Interconnect Network (LIN), og vi bygger et transparent kommunikationslag oven på hardware, som de fleste mikrocontrollere allerede har: UART‑serielporte (en simpel seriel grænseflade) og en RS‑485 fysisk bus (en robust ledningsstandard). Middlewaret er opdelt i løst koblede moduler, så kommunikationsservicen kan udskiftes for at passe til andre busser og netværksteknologier, eller helt udelades ved kørsel på en enkelt node. Vi stiller et API til rådighed og demonstrerer en distribueret applikation på fire 8‑bit Atmel‑microcontrollere forbundet via RS‑485. Demoen viser, at API’et gør udviklingen relativt enkel, og at forsinkelsen i kommunikationen er forudsigelig. Den lave afhængighed af specifik hardware gør det desuden lettere at portere systemet til andre platforme eller netværk.
As consumer products get smarter, they often rely on several small, low‑cost processors that must cooperate in real time. In such resource‑constrained systems, common technologies like RMI and CORBA are too heavy. This thesis describes a real industrial case with these constraints and proposes a lightweight middleware—a software layer that lets nodes share time‑critical data—and a communication layer that together aim to improve performance and ease maintenance. We study CORBA Event Service and The ACE ORB (TAO) and suggest optimizations that reduce complexity and code size for small systems. For device‑to‑device communication, we take inspiration from the Local Interconnect Network (LIN) and build a transparent communication layer on hardware most microcontrollers already have: UART serial ports (simple serial interfaces) and an RS‑485 physical bus (a robust wired standard). The middleware is divided into loosely coupled modules, so the communication service can be swapped to fit other buses and network technologies, or omitted when running on a single node. We provide an API and demonstrate a distributed application on four 8‑bit Atmel microcontrollers connected via RS‑485. The demo shows that the API makes development relatively straightforward and that communication latency is predictable. Because the design depends little on specific hardware, it is easier to port the system to other platforms or networks.
[This abstract was generated with the help of AI]
Documents