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Open-Source-Echtzeitbetriebssystem RTEMS wird 25

| Redakteur: Sebastian Gerstl

Vor 25 Jahren, am 4. Mai 1995, wurde die erste veröffentlichte Version des quelloffenen Echtzeitbetriebssystems RTEMS ins Netz gestellt. Seither wird das RTOS kontinuierlich weiterentwickelt. Seine explizite Unterstützung von Multicore-Architekturen macht das RTOS für ein immer weiteres Anwendungsspektrum attraktiv.

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Struktur des Echtzeit-Betriebssystems RTEMS: Vor 25 Jahren wurde die erste volle Version des unter Open-Source-Lizenz verbreiteten RTOS erstmals zur Verfügung gestellt.
Struktur des Echtzeit-Betriebssystems RTEMS: Vor 25 Jahren wurde die erste volle Version des unter Open-Source-Lizenz verbreiteten RTOS erstmals zur Verfügung gestellt.
(Bild: embedded brains)

Streng genommen ist RTEMS schon etwas älter: Ursprünglich wurde das Echtzeit-Betriebssystem 1988 Jahren für die US-Streitkräfte entwickelt. Der Quellcode, der zunächst auf einer internen Projektspeicher-Datenbank verwaltet worden war, wurde in den 1990er Jahren allerdings zunehmend in Snapshots über ftp zur Verfügung gestellt und im Laufe der Jahre schließlich in ein Open-Soure-Lizenzmodell überführt. Ursprünglich als „Real Time Executive for Missile Systems“ konzipiert, steht der Name heute für „Real-Time Executive for Multiprocessor Systems“, was vor allem die Mehrkern-Eigenschaften des Echtzeitbetriebssystems unterstreicht.

Gegenüber anderen Open-Source Betriebssystemen mit Echtzeit-Fähigkeiten zeichnet sich RTEMS speziell im Hinblick auf seine „harte“ Echtzeit-Fähigkeit und durch die hohe Skalierbarkeit aus. Zu den wesentlichen Leistungsmerkmalen zählen minimale Boot-Zeiten, eine sehr hohe Zuverlässigkeit und Langzeit-Robustheit bei geringem Ressourcenverbrauch. So belegt eine minimale Implementierung z.B. auf einem Sparc-Prozessor nur ca. 20 kByte des verfügbaren Speichers. Zusätzliche Softwarebibliotheken erweitern den Einsatz von RTEMS. Verfügbar sind derzeit z.B. eine TCP/IP- und USB-Stack Implementierung basierend auf FreeBSD. Ein Upgrade des Netzwerk-Stacks auf iPv6 und Unterstützung von Multi-Core Prozessoren mit SMP ist derzeit in Vorbereitung.

Die Hauptlast der Weiterentwicklung von RTEMS trägt die OAR Corporation aus den USA, in Kooperation mit weiteren Entwicklungsunternehmen wie dem Münchner Systemhaus embedded brains GmbH sowie einzelnen Entwicklern aus der Open-Source-Community. Das Echtzeitbetriebssystem ist mit zahlreichen Portierungen für die meisten gängigen Hardware-Architekturen verfügbar. Hierzu gehören unter anderem Intel x86, MIPS, Coldfire, Renesas V850, Sparc, PowerPC, ARM und Risc-V. RTEMS hat einen festen Platz in der Raumfahrt, wie zum Beispiel in missionskritischen Anwendungen für Satelliten. Speziell strahlungsgehärtete Sparc-Prozessoren sind für den Einsatz in der Luft- und Raumfahrt relevant.

Aber spätestens seit Multiprozessor-Ansätze auch in der Automotive-Branche an Zugkraft gewinnen und moderne Fahrerassistenzsysteme immer mehr Rechenleistung benötigen biete sich RTEMS als Plattform der Wahl für skalierbare sicherheitskritische Anwendungen an, meinen Peter Rasmussen und Thomas Dörfler, die Geschäftsführer von embedded brains. Auch böte das Open Source Modell von RTEMS den zusätzlichen Vorteil, dass es OEMs und Zulieferern in der automobilen Welt hilft, ihre Abhängigkeit von einzelnen Lieferanten zu reduzieren. „RTOS-Anbieter werden manchmal übernommen oder ändern ihre Strategie“, erklärt Dörfler. „In der Automobil-Elektronik müssen die langfristige Verfügbarkeit und Stabilität der Software-Plattformen gewährleistet sein. Mit einem Open-Source-Ansatz kann dies leichter sichergestellt werden“. Auch im sicherheitsrelevanten industriellen Einsatz, wie z.B. fahrerlosen Transportsystemen, findet RTEMS zunehmend Anwendung.

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