Időalapú elosztott ütemezés Linux alatt

OData támogatás
Konzulens:
Dr. Kovácsházy Tamás
Méréstechnika és Információs Rendszerek Tanszék

Manapság az általános célú Ethernet alapú kommunikációs megoldások mellett egyre nagyobb teret nyernek az iparban is a különféle Ethernet alapú technológiák, melynek okául gondoljunk például TCP/IP protokoll készletre. Azonban a hagyományos TCP/IP alapú kommunikáció működéséből adódóan nem alkalmas az iparban is sokszor felmerülő valós-idejű feladatokban való alkalmazásra. Gyorsan felmerült az igény olyan szabványos megoldások kifejlesztésére, amelyeket egy Ethernet alapú hálózatban használva lehetségessé válik akár a valós-idejű Audio/Videó átvitel, vagy egy valós-idejű elosztott ipari irányító rendszer megvalósítása. Erre nyújtanak majd megoldást a jelenleg szabványosítás alatt lévő Idő-érzékeny Hálózatok (TSN), amely működésének az alapja az, hogy a hálózat elemeit időben pontosan szinkronizáljuk és a közös idő alapján ütemezzük a rendszer aktivitásait és irányítjuk a kommunikációs forgalmat az előírt szabályoknak megfelelve.

A diplomamunkám azzal problémafelvetéssel foglalkozik, hogy amennyiben van egy beágyazott eszközökből álló hálózatunk, amelyben az egyes csomópontok egy Linux operációs rendszert futtatnak, akkor hogyan lehetséges a $\mu$s alatti pontosságot lehetővé tévő PTP protokollal szinkronizált eszközök óráit és a Linux-on futó aktivitások ütemezését összekötni. A dolgozat először bevezetést nyújt a PTP alapú óraszinkronizációba és annak linuxptp implementációjának a használatába. Az óraszinkronizációt két különböző platformon is megvalósítom, amelyek egyaránt biztosítják a PTP megfelelő alkalmazásához szükséges hardveres időbélyegzést. Azonban a $\mu$s alatti pontosságú szinkronizáció sikerének a kiértékelése sem egyértelmű; ennek megoldására használhatunk például PPS (Pulse Per Second) jeleket. A dolgozat részét képezi annak leírása is, hogy a használt platformok esetén milyen megoldásokat találtam egy kellően pontos PPS jel előállítására, akkor is, ha közvetlenül ezt az adott processzor nem támogatja. Végezetül megvizsgálom, hogy a hálózat egyes Linux-ot futtató elemei milyen módokon képesek a szinkronizált lokális óráik alapján feladatokat ütemezni. A diplomamunkámban felvetett megoldásokat példaalkalmazásokban is demonstrálom, továbbá ezek teljesítményét és képességeit számos mérési eredmény alapján is értékelem.

Letölthető fájlok

A témához tartozó fájlokat csak bejelentkezett felhasználók tölthetik le.