Real-time Linux in electric drive systems

Abstract

Reaaliaikaisten käyttöjärjestelmien käyttö sulautetuissa järjestelmissä on kasvamassa koko ajan. Sulautettuja tietokoneita käytetään yhä useammassa kohteessa kuten sähkökäyttöjen ohjauksessa. Sähkökäyttöjen ohjaus hoidetaan nykyisin yleensä nopealla digitaalisella signaaliprosessorilla (DSP), jolloin ohjelmointi ja päivittäminen on hidasta ja vaikeaa johtuen käytettävästä matalan tason Assembler-kielestä. Ratkaisuna yleiskäyttöisten prosessorien ja reaaliaikakäyttöjärjestelmien käyttö. Kaupalliset reaaliaikakäyttöjärjestelmät ovat kalliita ja lähdekoodin saaminen omaan käyttöön jopa mahdotonta. Linux on ei-kaupallinen avoimen lähdekoodin käyttöjärjestelmä, joten sen käyttö on ilmaista ja sitä voi muokata vapaasti. Linux:iin on saatavana useita laajennuksia, jotka tekevät siitä reaaliaikaisen käyttöjärjestelmän. Vaihtoehtoina joko kova (hard) tai pehmeä (soft) reaaliaikaisuus. Linux:iin on olemassa valmiita kehitysympäristöjä mutta ne kaipaavat parannusta ennen kuin niitä voidaan käyttää suuressa mittakaavassa teollisuudessa. Reaaliaika Linux ei sovellus nopeisiin ohjauslooppeihin (<100 ms) koska nopeus ei riitä vielä mutta nopeus kasvaa samalla kun prosessorit kehittyvät. Linux soveltuu hyvin rajapinnaksi nopean ohjauksen ja käyttäjän välille ja hitaampaan ohjaukseen.

The use of real-time operating systems in embedded systems is growing all the time. Embedded computers are used more and more in different systems for example controlling electric drives. Nowadays the control of electric drives is handled by fast special processors such as a DSP, which makes programming and updating slow and difficult because it is made with low-level assembler language. The solution is general purpose processors and real-time operating systems. Commercial real-time operating systems are expensive and it may be difficult or even impossible to get the source code. Linux is a non-commercial open source operating system, so you can use and modify it freely. There are many extensions to Linux that make Linux a real-time operating system. You can choose between hard and soft real-time versions. There are several development environments to Linux but they need improvements before they can be used in large scale in industry. Real-time Linux is not capable of fast control loops (<100 ms) due to the speed of the processors. However, once faster processors are developed improvements will follow.