Das Xentara-Zeitmodell
Das Herzstück von Xentara sind der einzigartige Echtzeitkern und Scheduler. Diese leistungsstarken Komponenten, deren Entwicklung und Implementierung rund zehn Personenjahre in Anspruch genommen hat, ermöglichen dem Benutzer eine noch nie dagewesene Feinsteuerung des Zeitablaufs von Prozessen sowohl in monolithischen als auch in verteilten Systemen.
Eine Master-Uhr gibt den Takt vor
Xentara verwendet ein hochentwickeltes Protokoll, um alle Uhren über verteilte Systeme hinweg zu synchronisieren. Dadurch wird sichergestellt, dass eine Aufgabe, egal auf welchem System sie läuft, mit allen anderen perfekt synchronisiert bleibt.
Für die Technikbegeisterten: Die Methode basiert auf PTP (basierend auf IEEE 1588 oder TSN IEEE-802.1AS).
Timer, Trigger, Interrupts usw.
Trigger sind das zentrale Aktivierungselement in Xentara. Sie können entweder zyklisch durch einen hochpräzisen Timer oder durch konfigurierte Ereignisse (I/O, Anwendungen, Datenpunktänderungen, Systeminterrupts, Xentara-Funktionen) ausgelöst werden.
Diese Trigger können Prozesse auslösen:
- I/O-Aufgaben
- Steuerungssignale
- Microservices
- Xentara-Funktionen
Nahtlos kombinieren und vermischen
Während die klassische OT-Kommunikation (Operation Technology) in Zyklen abläuft und ein exaktes Timing erfordert, ist die IT-Kommunikation (einschließlich der meisten IoT/IIoT-Implementierungen) fast immer nachrichten- oder ereignisbasiert. Xentara löst diese Dichotomie auf!
Das Zeitmodell ermöglicht die freie Mischung und Interaktion zwischen Echtzeit- und Nicht-Echtzeit-Prozessen, so dass Sie von Feldbus zu Machine Learning zu Datenverarbeitung zu Bewegungssteuerung zu Feldbus (usw.) wechseln können, ohne den bestehenden Kontext zu verlassen.
Kontrolle mit nie dagewesener Flexibilität
Das Zeitmodell enthält alle Bausteine, die Sie benötigen, um jede Art von Ablaufplan zu erstellen, die Sie sich vorstellen können.
- Organisieren Sie Prozesse in Pipelines und Tracks
- Starten Sie Prozesse durch Ereignisse oder Timer
- Lassen Sie unbegrenzt viele Tracks nacheinander oder parallel laufen
- Verwenden Sie Kontrollpunkte, um sicherzustellen, dass Prozesse abgeschlossen sind, bevor Sie Folgeprozesse starten
- Vermischen Sie Echtzeit- und Nicht-Echtzeit-Prozesse
Genießen Sie unübertroffene Präzision
Das Xentara Zeitmodell unterstützt Zyklusgeschwindigkeiten von bis zu 10 kHz und ermöglicht so Zykluszeiten von nur 100 Mikrosekunden.
Um den geringen Ressourcenbedarf der Software zu demonstrieren, zeigte ein Testaufbau auf einem Intel-Atom-Prozessor mit nur einem Kern und einer Last von 20 % eine maximale Abweichung von 4 Mikrosekunden bei einem Zyklus von 250 Mikrosekunden (1,6 %). Die Schaltreaktionen erreichten eine Genauigkeit von +-5 Nanosekunden.
Kram für Nerds: Verschiedene Wege zur Konfiguration von Multicore-Umgebungen
Echtzeit-Priorität
- Aufgaben mit Echtzeitpriorität können nicht unterbrochen werden
- Aufgaben mit Echtzeitpriorität werden pünktlich auf einem verfügbaren freien Kern gestartet
- Wenn momentan kein freier Kern verfügbar ist, wird der Prozess mit der niedrigsten Priorität unterbrochen.
Kern-Affinität
- Ein Kern wird für Kernel, Kernel-Tasks, Hard- und Software-Interrupts bevorzugt
- Ein Kern ist ausschließlich für zeitkritische Echtzeitaufgaben reserviert
- Userspace Interrupts für Aufgaben mit Nicht-RT-Priorität auf jedem verfügbaren Kern
Bare-Metal-Aufgabenverteilung
- Dedizierte Xentara-Kerne (mit minimalem CPU-Speicherplatz für die Cache-Verwaltung) sind für den Kernel nicht mehr verfügbar
- Bare-Metal-Aufgaben mit ausschließlich physischem Speicherzugriff
- Auflösung im Nanosekundenbereich
- Volle Xentara-Daten- und Zeitmodell-Konnektivität
Konfigurieren des Zeitmodells
Das Zeitmodell ist sehr vielseitig, was es komplex, vielleicht sogar abschreckend erscheinen lässt. Die Xentara Workbench ermöglicht die einfache Konfiguration aller Elemente in einer grafischen Umgebung.
