Fachgruppe 4.4.2 Echtzeitprogrammierung PEARL

Impressum

Herausgeber	GI-Fachgruppe 4.4.2 Echtzeitprogrammierung PEARL
Sprecher	Dr. H. Windauer Werum GmbH Erbstdorfer Str. 14 D - 21337 Lüneburg Telefon: 04131 / 890066 Telefax: 04131 / 890020 E-Mail: windauer@werum.de
Stellvertreter	Dr. P. Holleczek Universität Erlangen-Nürnberg Regionales Rechenzentrum Martenstraße 1 D - 91058 Erlangen Telefon: 09131 / 85-7817 Telefax: 09131 / 302941 E-Mail: holleczek@rrze.uni-erlangen.de
Redaktion	Prof. Dr. L. Frevert Auf dem Heuplacken 10 D - 32105 Bad Salzuflen Telefon: 05222 / 10126 Telefax: 0521 / 106-2323
Layout	Holleczek
	Redaktionell geschlossen: 25. 05. 1996

Inhalt:

1.	Spätlese
2.	Bericht über die Echtzeit'96
3.	Aus den Arbeitskreisen
3.1.	Embedded Systems
3.2.	Standardbetriebssysteme
3.3.	PEARL in der Ausbildung, Sprachpflege
3.4.	Benutzungsoberflächen von Echtzeitsystemen

1. Spätlese statt Maibowle

Eigentlich wollte ich meinen Bericht über 1995, den ich anläßlich der Mitgliederversammlung in Boppard vorgetragen hatte, in der PEARL News 1/96 veröffentlichen - inhaltlich passend zur Maibowlenzeit - aber ich habe es nicht geschafft. Zur Erklärung könnte ich von immer mehr Belastung und immer weniger Zeit schreiben, aber das kennen Sie ja von sich selbst. Nun schreibe ich einige wichtige Zahlen über die Entwicklung der Fachgruppe wenigstens als Spätlese: Die Fachgruppe hat derzeit 106 Mitglieder, davon gehören 34 nicht der GI an (wie 1994). Die finanzielle Situation stellt sich wie folgt dar:

a) Verfügungsrahmen aus Tagungsüberschüssen

Stand 1.1.1994	DM	1.167,66
Zugang PEARL'93	DM	1.362,86
Abgang	DM	-,--
Stand 1.1.1995	DM	2.530,52
Zugang PEARL'94	DM	1.935,39
Abgang Echtzeit'95	DM	1.731,--
Stand 1.1.1996	DM	2.734,91

b) Beitragskonto

Stand 1.1.1995	DM	13.833,34
Zahlungseingänge 1995	DM	2.763,61
Spendeneingänge 1995	DM	3.745,--
Ausgaben 1995	DM	910,--
Stand 1.1.1996	DM	19.431,45

Im November 1995 war mir die Höhe des Spendeneingangs 1995 noch nicht bekannt. Deshalb ging der Haushaltsplan für 1996 noch von vorsichtigeren Schätzungen aus:

c) Haushaltsplan für 1996

Stand 1.1.1996 voraussichtlich			DM	15.000
Einnahmen
Beiträge wie 1995	DM	2.400
Spenden	DM	500
	DM	2.900	DM	2.900
Ausgaben
PEARL News	DM	1.100
Porto	DM	750
Zuschüsse für Reisen	DM	700
Echtzeit'96	DM	2.000
PEARL Report englisch	DM	5.000
Anzeige für Workshop	DM	2.000
	DM	11.550	./. DM	11.500
Stand 31.12.1996 voraussichtlich			DM	6.350

Die Reisekostenzuschüsse sind im wesentlichen für Treffen des AK 5 mit Vertretern des DIN/NI vorgesehen. Die Ausgaben für die Echtzeit'96 werden voraussichtlich - wie 1995 - aus dem Verfügungsrahmen für Tagungsüberschüsse bezahlt. Unter dieser Annahme wird nach heutigem Wissen (27.10.1996) der Stand des Beitragskontos am Ende dieses Jahres ca. DM 12.000,- betragen. Die genauere Entwicklung in 1996 und den Haushaltsplan 1997 werden wir anläßlich der Mitgliederversammlung in Boppard besprechen - und in der PEARL News 1/97 nachlesen. Ich meine, die Spätlese ist nicht trocken ausgefallen.

Hans Windauer

2. "Über die Echtzeit 96"

Die "sieben" ist in der alten Zahlenmystik die Zahl der Vollständigkeit. Vollständigkeit hat die Echtzeit angestrebt, allerdings nicht in der siebenfachen Wiederholung, sondern indem alle wesentlichen Ideen und Produkte an einem Ort und zur gleichen Zeit präsentiert werden. Natürlich kann es Anwendungsbereiche geben, die sich zu einem selbständigen Spezialgebiet entwickelt haben, daß sie sich unter dem Echtzeit-Dach nicht mehr so heimisch fühlen und dann ihren eigenen "Hausstand" gründen. Konkurrenz belebt ja bekanntlich das Geschäft. Wenn sich aber die Präsenz auf zwei Veranstaltungen im Jahr weder für die Aussteller noch die Besucher und Kongreßteilnehmer wegen der im wesentlichen identischen Zielgruppen lohnt, so wird das Geschäft nur geteilt. Und hier ist das Ganze mehr als die Summe der Teile. Vielleicht kann die Echtzeit ihre Abtrünnigen doch wieder einbetten.
Bei den aktuellen Themen ist eine gewisse Verlagerung zum System- und Software-Entwurf eingetreten.

Objektorientierte Techniken, auch in Verbindung mit verteilten Systemen, stehen dabei im Vordergrund. Eine naheliegende Interpretation dafür ist es, daß bei den Rechnerplattformen und Betriebssystemen ein technischer Stand erreicht ist, der weitgehend als befriedigend angesehen wird. Natürlich sind noch Wünsche offen, aber der Mangel ist nicht mehr so drückend, und so besinnt man sich mehr auf die Konstruktion der Anwendung. Die Funktionalität der Anwendung ist hier nur ein Aspekt; ein anderer wichtiger Aspekt heißt Time to Market. In dieses Bild paßt auch der größere Anteil der eingereichten Vorträge über Anwendungsprobleme.

Time to Market ist auch ein wichtiger Wettbewerbsfaktor. Sollen die Probleme der Anwender ernst genommen werden, so darf man diesen Faktor nicht übersehen. Die Anwendung muß perfekt in der Funktionalität, minimal im Aufwand und rechtzeitig auf dem Markt sein. Echtzeit-Anwendungen sind dann im doppelten Sinne zeitkritische Anwendungen: zur Laufzeit und zur Entwicklungszeit. Gute Entwurftechniken, die alle drei Faktoren berücksichtigen, müssen zur Sicherung des Industriestandorts verfügbar sein.

Zur Eröffnung hielt James F. Ready, der vielen als Entwickler eines Echtzeitbetriebssystems und einer dazugehörigen Programmierumgebung bekannt sein dürfte, einen beachtenswerten Vortrag über das Thema "Die Revolution durch Ein-Chip-Systeme und ihr Einfluß auf die Embedded-Software-Entwicklung". Er ging dabei auf die Probleme der Software-Entwickler ein, die dadurch entstehen, daß kein Hardware-Prototyp zum Testen zur Verfügung steht. Am späten Mittwoch Nachmittag fand eine Diskussionsrunde zum Thema "Windows und Echtzeit?" statt. Das im Programm ausgedruckte Fragezeichen kam dabei recht deutlich. Natürlich spielen am Markt nicht nur technische Argumente eine Rolle. Auch die nichttechnischen Argumente müssen offengelegt und bewertet werden. Technisch gesehen muß man dabei eher von "Echtzeit trotz Windows" reden. Über den "Non Maskable Interrupt (NMI)" wird bei diesen Lösungen auf einen Echtzeitbetriebssystemkern periodisch umgeschaltet. Das zugehörige Interruptsignal wird auf einer besonderen PC-Karte erzeugt.

Am Kongreß war in diesem Jahre erstmalig die Elektronik-Redaktion beteiligt. Dies ist eine Bereicherung durch die größere Publizität und bringt eine größere Breitenwirkung.

3. Aus den Arbeitskreisen

3.1 Embedded Systems (AK1)

Kurzbericht der Sitzung am 30.05.1996

TOP1: PEARL 90 Weiterentwicklungen

• PEARL 90 wird als Norm eingeführt (DIN 66253 Teil 1/2)
• Keine Fehlerrevisionen bei herkömmlichem PEARL-Compiler mehr
• Neue Features des PEARL90-Compilers:
  HEX-Codes in CHAR-Variablen: 'ab'\0A0D\'cd';
  INIT von modulweiten Feldern und Strukturen;
  Funktionen/Prozeduren:
  • Übergabe beliebig großer Objekte per Value,
  • Übergabetyp REF möglich,
  • Rückgabe ohne interne Kopie (schneller);
  • Erweiterung vorhandener Operatoren;
  • SIZEOF;
  VOID-Pointer
• Noch fehlende PEARL90-Elemente:
  interne lokale Prozeduren,
  Signale,
  Definition neuer Operatoren,
  REF CHAR(), BY TYPE

TOP2: Compiler und Laufzeitsysteme: Statusbericht und Ausblick

• Transfer-Assembler vom Institut für Regelungstechnik übersetzt 68K-Quellcode in MPC60x
  Maschinencode (keine Emulation!); Vorteil: Nur ein Quellfilesystem für verschiedene Prozessoren; assembliert auch MPC60x Quellcode.
• Include-Dateien für Assemblerprogramme: COMEQU, COMTRAP, COMFORM, in denen die EQUs und TRAP-Definitionen entsprechend des Handbuches enthalten sind. COMFORM ist eine Format-Library (z.B. zur Erstellung von Modul, Task-, oder Prozedurköpfen u.s.w.)
• Neuer PEARL90-Quellcode-Debugger (bis zu 16 Aufträge je Task, Single-Step-Mode, Anzeige der aktuellen PEARL-Zeile im Editor, Bedienung über Pull-Down-Menüs)
• Neues überarbeitetes Handbuch voraussichtlich Ende 1996 (inklusive PowerPC, fenster- und mausorientiertem Editor (WE) und ggf. Liste mit PEARL-Schlüsselwörtern)

TOP3: RTOS-UH und PEARL auf dem PowerPC

• RTOS-UH wurde mit Hilfe des Transfer-Assemblers auf den PowerPC portiert (es fehlen nur die Floating-Unit und Ethernet-Implementierung)
• MPC604 100MHz ca. zweimal schneller als 68060 50 MHz

TOP4: RTOS-UH/PEARL auf IBM-Industrie-PC?

Leider noch kein IBM-Industrie-PC mit Power-Referenz-Plattform verfügbar. Vorhandene Power-Macs sind noch außerhalb der Referenz.

TOP5+6:

Neue RTOS-UH/PEARL Implementierungen, Berichte aus den Ingenieurbüros, Entwicklungsabteilungen und Forschungsinstituten

Berichte über zahlreiche neue Projekte und Anwendungen mit RTOS-UH und PEARL bzw. PEARL90, wobei der Bereich Vernetzung/Feldbussysteme einen Schwerpunkt darstellt.

Dauer der Sitzung: ca. drei Stunden.
Anzahl der Teilnehmer: 23

Protokollführer

Dipl.-Ing. T. Lilge
Institut für Regelungstechnik
Appelstr. 11
30167 Hannover

3.2. Standardbetriebssysteme (AK2)

Die Aktivitäten im vergangenen Jahr in Kurzform:

Am 28. und 29. März 1996 fand an der Universität Kaiserslautern gemeinsam mit den Fachgruppen "Betriebssysteme" und "Fehlertolerierende Rechensysteme" ein Workshop über "Responsive Systeme" statt. Herausragende Beiträge waren:

• ein Beitrag von G. Färber, TU München, der heterogene Systemarchitekturen für verschiedene Klassen von Realzeitaufgaben behandelt. Grundgedanke ist eine gestufte Reduzierung der Schwankungen der Ausführungszeiten;
• ein Beitrag von M. Thoss, Cyberdyne Systems, über Echtzeitbedingungen und verteilte Verarbeitung in modernen Computerspielen;
• ein Beitrag von J. Schmidt, UniBw München über Latenzzeit-Messungen.

Wünsche nach Treibern für preisgünstige PC-Karten werden weiterhin vorgebracht. Leider ist die Resonanz für eine Mitarbeit oder das Bereitstellen von Treibern recht dürftig. Derzeit können im wesentlichen nur unsere Entwicklungen an der Uni Bw München angeboten werden. Dies sind ein erweiterungsfähiger Treiber für eine Meilhaus-Multifunktionskarte unter OS/2 und dem PEARL-Compiler von Werum (C- Quellen).  Portierungen sind möglich. Angeboten werden kann für die gleiche Ablaufumgebung auch ein generischer Treiber. Wer arbeitet mit??

Bereitstellen einer Entwicklungsumgebung für PEARL 90 unter OS/2. Das System basiert auf dem EMACS-Editor und wurde ursprünglich an der TU Dresden für UNIX entwickelt. Die Portierung und Weiterentwicklung ist an der UniBw München seit zwei Jahren im Einsatz und wurde auch auf der Echtzeit '95 und '96 in Karlsruhe am Stand der Fachgruppe demonstriert. Interessenten können das System zur Benutzung und eventuellen Weiterentwicklung erhalten. Es ist auch bereits an einzelne Stellen weitergegeben worden. Rückmeldungen über die Verwendung liegen nicht vor.

Der Arbeitskreis muß sich in seinen Aktivitäten darauf beschränken, was per Korrespondenz zu erledigen ist. Die Korrespondenz über e-mail soll ausgebaut werden.

Prof. Dr. H. Rzehak
Universität der Bundeswehr München
Werner-Heisenberg-Weg 39
D - 85579 Neubiberg
Telefon und FAX: 089 / 6004-3397
e-mail: rz@informatik.unibw-muenchen.de

3.3 PEARL in der Ausbildung, PEARL - Sprachpflege (AK5)

Durchgeführte / geplante Aktivitäten

Normung von PEARL 90

Naturgemäß konzentrierte sich die Arbeit des AK5 auf die Norm-Vorlage für den DIN -Arbeitskreis NI-22. An der normgerechten Überarbeitung des Sprachreports, Vers. 2.0, beteiligten sich insbesondere:

Dipl.-Phys. F. Ahlers (Uni Heidelberg), Prof. Dr. L. Frevert (FH Bielefeld), Prof. H. Kaltenhäuser (FH Hamburg), Prof. Dr.-Ing. R. Müller (HTWK Leipzig), Prof. Dr.-Ing. G. Thiele (Uni Bremen) und Dr. H. Windauer (Werum GmbH, Lüneburg).

Die Normvorlage ist inzwischen als Norm-Entwurf E DIN 66253-2 PEARL 90 erschienen (Oktober 1996), die Einspruchsfrist endet am 31.1.1997.

Alle Interessenten sind außerdem eingeladen, redaktionelle Fehler im Normentwurf dem AK5 zwecks Berücksichtigung im Weißdruck mitzuteilen.

Aus Anlaß der 25. Sitzung des NI-22 in Stuttgart am 5./6. November 1996 hat der Sprecher des AK5 einen Vortrag mit dem Thema "PEARL 90 in der Automatisierungstechnik" übernommen.

Englische Version des Sprachreports

Der AK5 hat sich bereits an der Bearbeitung von 3 Kapiteln der englischen Version des Sprachreports beteiligt (Procedures, Parallel Activities, Signals).

Recherche : PEARL in der Ausbildung

Die Recherche wurde fortgesetzt ( Prof. Reinhardt, FH Köln; Dr. Colnaric, Uni Maribor). Der AK5 bedankt sich für weitere Hinweise.

AK5 - Sitzungen

Die nächste eingeladene Sitzung (6.) findet am Rande des Workshops PEARL 96 in Boppard statt.

Mitglieder Neue Mitglieder sind jederzeit herzlich willkommen.

G. Thiele
Universität Bremen, FB1/ NW1
Kufsteiner Str.
28359 Bremen
Tel. (0421) 218-2442
Fax. (0421) 218-4707
e-mail: thiele@elektrotechnik.uni-bremen.de

3.4. Benutzungsoberflächen von Echtzeitsystemen (AK6)

Protokoll der 1. Sitzung des Arbeitskreises

Ort: Fachhochschule Hamburg, Beliner Tor 3 (7. Stock), 20099 Hamburg
Zeit: Donnerstag, 25.01.1996, 10:00 bis 14:00 Uhr

Teilnehmer:

Herr Arlt, esd, Hannover Herr Prof. Dr. Baran, FH Hamburg Herr Dr. Heinecke, hi-soft, Hamburg

• Organisatorisches
  Begrüßung
  Der Sprecher begrüßt die anwesenden Mitglieder und dankt Baran dafür, in der FH Hamburg tagen zu können.
• Vorstellung der Teilnehmer / Arbeiten und Erfahrungen der Sitzungsteilnehmer
  Die Teilnehmer stellen sich vor und berichten über ihre Motivation und Erfahrung zur Thematik des Arbeitskreises.
• Festlegung der endgültigen Tagesordnung
  Es wird beschlossen, den TOP 3 Arbeitsplanung' mit TOP 5 Verschiedenes: Gewinnung neuer Mitglieder' zusammenzufassen und vor TOP 2 Zieldefinition' zu diskutieren, um erst eine Einschätzung des leistbaren Arbeitsaufwandes zu erhalten.
• Arbeitsplanung
  Ermittlung des leistbaren Aufwands: Die Anwesenden geben an, welches Arbeitsvolumen sie für den AK zur Verfgung stellen können:
  • Arlt ca. 5 MT / Jahr, saisonal unterschiedlich nach Arbeitsanfall im Betrieb
  • Baran ca. 1 Nachmittag / Woche, schwerpunktmäßig in der vorlesungsfreien Zeit, ggf. Einbindung von Studierenden über Dipl.-Arbeiten
  • Heinecke ca. 5 MT / Jahr
  Dies wird als ausreichende Grundlage für die Arbeit des AK angesehen, wenn der Zeithorizont entsprechend weit gesteckt wird. Weitere aktive Mitglieder sind dringend erwünscht.
• Gewinnung weiterer Mitglieder
  Es sollen gezielt Firmen und Personen angesprochen werden, um neue Mitglieder zu gewinnen:
  • Arlt -> Umfeld Prof. Gerth
  • Baran -> Fa. Siemens, Kollegen
  • Heinecke -> Fa. Werum, Umfeld Prof. Risak
• Angestrebter Termin für das Ergebnis
  Zur PEARL97 soll der Entwurf eines Abschlußdokuments vorliegen und dort diskutiert werden. Zur Echtzeit98 soll das Endergebnis vorliegen.
• Möglicher Sitzungsrhythmus
  Zunächst soll eine Aufarbeitungsphase stattfinden, um genügend Substanz für ganztägige Arbeitstreffen zu erhalten. Daher werden die Sitzungen zunächst in größeren Abständen, in der Schlußphase dann etwa alle zwei Monate stattfinden.
• Festlegung der nächsten Sitzung
  Die nächste Sitzung findet statt am 07. Juni 1996 in der FH Hamburg.
• Zieldefinition / Erfahrungen des AK Benutzungsoberflächen von CAD-Systemen"
  Heinecke berichtet über die Ergebnisse des AK Benutzungsoberflächen von CAD-Systemen' der FG 4.2.1, die unter dem Titel Ergonomische Gestaltung der Benutzungsschnittstellen von CAD-Systemen" mittlerweile vom Präsidium der GI in erster Lesung als GI-Empfehlung verabschiedet worden sind.
• Zielgruppe
  Als Zielgruppe der Arbeit des AK werden in erster Linie Entwickler gesehen, die Leitwarten konfigurieren oder andere Echtzeitsysteme entwickeln, die über eine auszugestaltende Benutzungsoberfläche verfügen.
• Angestrebter Inhalt des Ergebnisses / Angestrebte Form des Ergebnisses
  Analog zu den Ergebnissen im CAD-Bereich soll eine Empfehlung bzw. ein Leitfaden zur Gestaltung der Benutzungsschnittstellen von Echtzeitsystemen vorgelegt werden, der von der FG 4.4.2 verabschiedet werden soll. Ob danach noch übergeordnete GI-Gremien damit befaßt werden, soll zunächst offen bleiben.
• Einstieg in die inhaltliche Arbeit / Arbeitsverteilung
  Ein unmittelbarer Einstieg in die inhaltliche Arbeit noch in der 1. Sitzung erscheint nicht sinnvoll. Als zunächst wichtigste Arbeit wird die Erstellung einer Literatursammlung betrachtet. Diese Arbeit übernimmt Baran. Er erhält dazu Unterlagen von Heinecke. Die Gestaltungsempfehlungen für CAD-Systeme werden unmittelbar nach Veröffentlichung den Mitgliedern des AK zugänglich gemacht (verantw.: Heinecke).
  Heinecke wird bis zur nächsten Sitzung die genannten Empfehlungen daraufhin durchsehen, inwieweit Inhalte für Echtzeitsystem übernommen werden können.

Protokoll: Dr. Andreas M. Heinecke, Sprecher des AK 6