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Towards full virtualization of embedded real-time systems : = Zur Vollvirtualisierung eingebetteter Echtzeitsysteme
Erscheinungsjahr
2011
Verknüpfte Titel
Beschreibungen/Notizen
Tag der Verteidigung: 24.05.2011
Paderborn, Univ., Diss., 2011
ger: Die zunehmende Komplexität und die Forderung nach Schnittstellen auf höchster Ebene bei eingebetteten harten Echtzeitsystemen führt zu gegensätzlichen Zielen bei der Entwicklung der unterliegenden Systemsoftware. Das Hinzufügen weiterer Funktionalität auf höchster Ebene gefährdet die typischen Eigenschaften eingebetteter harter Echtzeitsysteme. Auf der anderen Seite ist die Implementierung von Funktionalität zum Ausführen von Systemen unter harter Echtzeit in nicht echtzeitfähigen Betriebssystemen nicht möglich, da diese aufgrund ihrer vorhandenen Implementierung oft nicht deterministisches Verhalten aufweisen. Heutige Oberklassenfahrzeuge enthalten allerdings mittlerweile mehr als 70 eingebettete Steuereinheiten (ECUs). Es stellt sich also die Frage, wie man dieser zunehmenden Komplexität Herr wird. Werden aus diesem Grund zukünftige Fahrzeuge noch mehr ECUs enthalten oder werden leistungsfähigere ECUs die Funktionalitäten mehrere ECUs in sich vereinen, weil die wachsende Zahl von ECUs nicht mehr adäquat handhabbar ist. Blickt man in Richtung des Einsatzes leistungsfähigerer ECUs, so tauchen die Konflikte der Designziele von eingebetteten har\-ten Echtzeitsystemen und Betriebssystemen mit Funktionalität auf höchster Ebene wieder auf. Denkt man an den Einsatz von Virtualisierung, ergeben sich daraus interessante Fragestellungen. Ist der Einsatz von Virtualisierung in der Lage, die widersprüchlichen Ziele in ein System zu integrieren, wobei die Anforderungen beider Systeme noch immer erhalten bleiben? Welches Paradigma der Virtualisierung ist am besten für eingebettete Echtzeitsysteme geeignet? Sämtliche Fragen bedürfen einer Antwort, wenn Virtualisierung als mögliches Lösungsparadigma in Betracht gezogen wird, um dem Design komplexer verteilter eingebetteter harter Herr zu werden.
eng: The growing complexity and the need for high level functionality in embedded hard real-time systems lead to conflicting goals for the design of the underlying system software. Adding the required high level functionality endangers the properties of being small, robust, efficient, safe and secure typically stated for embedded real-time operating systems. On the other side, the capability of handling hard real-time loads in a general purpose OS is often not compatible due to strong non determinisms in general purpose OSes. Top of the line cars already house more than 70 interconnected embedded control units (ECUs). The question is how to cope with this additional complexity. Will the next generation of cars house even more ECUs or will there be powerful general purpose ECUs executing more than one dedicated task to reduce the number of ECUs, as the growing number of ECUs is not adequately manageable any more? When looking towards the direction of using more powerful ECUs, the conflicting goals of general purpose OSes and real-time OSes arise again. Is it suitable to apply the paradigm of virtualization to realize this integration, still ensuring the requirements for both types of OSes? What virtualization paradigm is suitable for the domain of embedded real-time systems? How to guarantee real-time properties when applying virtualization to a real-time system with other real-time system or general purpose systems? All these questions need to be answered when thinking of virtualization as an upcoming paradigm for designing complex distributed embedded hard real-time systems.