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ACOP-PC
 

Aktuelles

  • Link zur Internetseite des Projekts online!
  • Die Kurzvorstellung des Projekts ACOP ist online! Die Kurzvorstellung sowie die Folien aus der PROBE-Veranstaltung stehen zum Download bereit.
Veranstalter Prof. Dr. Jan Peleska, Kirsten Berkenkötter
Beginn WiSe 05/06

Informationen:

Selbstdarstellung des Projekts

Hier findet man alles über das laufende Projekt ACOP.

Überblick

In der Norm ARINC 653 wird das Application Program Interface (API) für ein Betriebssystem beschrieben, welches besonders für den Einsatz in verteilten Steuerungssystemen der Luftfahrt geeignet ist. Diese Norm ist in den vergangenen Jahren von einigen Herstellern umgesetzt worden, so dass erstmals im neuen Airbus A380 Controller mit einem solchen Betriebssystem ausgestattet sind.

Abgesehen von der Neuheit und Aktualität hat das API mehrere interessante Eigenschaften, die es für den Einsatz bei verteilten Embedded Systems besonders geeignet machen und von konventionellen (Echtzeit-)Betriebssystemen zumindest in der Gesamtheit nicht unterstützt werden:

  • Die API-Spezifikation fordert Partitioning, das heisst, dass sicherheitskritische Applikationen nicht durch andere, weniger kritische, in ihrem Ablauf gestört werden dürfen, auch wenn sie auf der selben CPU aktiv sind.
  • Mit Blackboards und Ports wird ein vereinheitlichtes Kommunikationskonzept definiert, welches sowohl die (verteilte) Interprozesskommunikation als auch den Datenaustausch zwischen Controller und Peripherie unterstützt. Besonders interessant ist hierbei der Ansatz, eine Schnittstellenabstraktion anzubieten, welche nahezu vollständig vom unterliegenden Device abstrahiert: Daten werden mit Hilfe von Functional Groups, Data Sets und Signals identifiziert; die Umsetzung der Signaldaten auf konkrete Busse, digitale oder analoge Schnittstellen erfolgt transparent durch unter dem API angesiedelte Dienste.
  • Das Gesamtsystem ist vor der Inbetriebnahme so konfigurierbar, dass die Verfügbarkeit von Ressourcen (CPU-Zuteilung, Kommunikationsbandbreite) im Umfang der Konfiguration garantiert und nicht vom zufälligen Aufeinandertreffen mehrerer Ereignisse ungünstig beeinflusst werden kann. Dies wird unter anderem auch durch die Normung eines verteilten Kommunikationsdienstes unterstützt (ARINC 651), das Avionics Full Duplex Network, welches ebenfalls im Airbus A380 erstmalig zu Einsatz kommt.

Trotz der attraktiven Merkmale des Betriebssystem-APIs gibt es bisher nur Implementierungen für Spezialcontroller der Luftfahrt; eine auf dem PC nutzbare Umsetzung fehlt noch. Die soll Gegenstand des hier beschriebenen Studentischen Projektes {\sl ACOP -- Aircraft Operating System} sein.

Projektziele

Das Gesamtprojekt wird in drei Teilaufgaben gegliedert:

Implementierung des ARINC 653-APIs

Die API als zusätzliches, parallel nutzbares API im Linux Kernel: Die Funktionen des APIs werden als neue Linux-Systemaufrufe registriert und durch Erweiterungen des Kernels realisiert. Die Schnittstellenabstraktion wird für Ethernet, Digitale I/O, Analoginterfaces, CAN, ARINC 429 und AFDX realisiert. Dies sind die wichtigsten heute in der Luftfahrt gebräuchlichen Schnittstellen.

Formale Spezifikation der Wirkungsweise aller API-Funktionen

Um den informalen, im Manual-Page Stil abzufassenden API-Beschreibungen ein eindeutiges Verhaltensmodell zuzuordnen, werden formale Spezifikationen mit Hilfe von UML 2.0, Z und/oder Timed CSP erstellt. Diese sollen als eindeutige Referenzspezifikation und gleichzeitig als Input für die Testfallerstellung dienen.

Hardware/Software-Integrationstest der Implementierung

Für den Test der API-Implementierung werden sog. Testapplikationen entwickelt. Diese laufen auf dem zu testenden Rechner und werden im Hardware-in-the-Loop Test durch einen separaten Rechner - die Test Engine - kommandiert. Die Testapplikation meldet die lokale Wirkung der Systemaufrufe an die Test-Engine zurück; letztere prüft zusätzlich noch die Ausgaben des Testlings auf den Hardwareinterfaces auf Korrektheit.

Teilnehmer

Teilnehmen können Studenten der Diplom-, Bachelor- und Masterstudiengänge Informatik. Die Bachelorstudenten werden an den ersten beiden Projektsemester in den Bereichen Implementierung und Spezifikation mitwirken. Für eventuelle Masterstudenten werden individuelle Regelungen getroffen.

Begleitende Vorlesungen

WS 05/06

  • Betriebssysteme I (notwendig)
  • Betriebssysteme II (notwendig)

SoSe 06

  • Spezifikation eingebetteter Systeme (notwendig)

WS 06/07

  • Testautomatisierung I (notwendig)

SoSe 07

  • Testautomatisierung II (empfohlen)

Schein

Für den Projektschein müssen folgende Voraussetzungen erfüllt sein:

  • Teilnahme an den begleitenden Lehrveranstaltungen
    (die Noten sind für die Projektnote unerheblich)
  • Teilnahme am wöchentlichen Plenum
  • Beteiligung am Projektmanagement (Koordinierung, Verwaltung, Webauftritt, etc.)
  • Beteiligung an mindestens zwei der drei Teilaspekte des Projekts
  • Beteiligung an den Semesterberichten und am abschließenden Projektbericht

Für die Note des Projektscheins gelten folgende Kriterien:

  • Umfang und Qualität der Projektarbeit (Implementierung, Spezifikation und Test)
  • Umfang und Qualität der Beteiligung an den Semester- und Projektberichten
  • Umfang und Qualität der Beteilung an der Präsentation auf dem Projekttag

  
   
Autor: jp 		 
  AG Betriebssysteme, Verteilte Systeme 
Zuletzt geändert am: 2. November 2022   Impressum