ADAPTACIÓN DE REAL TIME WORKSHOP AL SISTEMA OPERATIVO LINUX

Transcripción

1 ADAPTACIÓN DE REAL TIME WORKSHOP AL SISTEMA OPERATIVO LINUX Autor: Tomás Murillo, Fernando. Director: Muñoz Frías, José Daniel. Coordinador: Contreras Bárcena, David Entidad Colaboradora: ICAI Universidad Pontificia Comillas

2 RESUMEN Este proyecto trata del desarrollo e implantación de una nueva arquitectura que sea capaz de realizar el control de motores mediante el uso de un sistema de tiempo real Linux-RTAI y que trabaje con Real-Time Workshop. Para la realización de este proyecto nos hemos basado en una arquitectura anterior que estaba disponible en la universidad. El sistema hardware de esta arquitectura estaba basado en buses ISA y se ha adaptado a un sistema hardware más moderno basado en buses PCI, ya que los ordenadores actuales no disponen ya de ranuras ISA. Los objetivos que se perseguían con la realización de este proyecto son la obtención de una arquitectura que funcionara bajo un Sistema de Tiempo Real compatible con Linux, la actualización de los drivers disponibles en la arquitectura existente para que se pudiera trabajar con ésos drivers en la nueva arquitectura y la documentación de todo el proceso de forma clara y concisa de tal forma que se facilitara el trabajo con esta arquitectura en el futuro, tanto en la instalación como en una posterior actualización. Aparte de los objetivos de la universidad se han cumplido los objetivos personales que consistían en la mejora de conocimientos en Linux y MATLAB y en el aprendizaje satisfactorio del proceso a seguir para la realización de una nueva arquitectura. Para la realización de este proyecto se han utilizado las versiones de software más actuales y estables de los distintos componentes software utilizados, además se ha utilizado componentes hardware ya disponibles en la universidad, por ser esto de de interés vital por parte de la universidad. Se ha empleado una metodología en cascada para la realización de este proyecto en la cual se han realizado las siguientes actividades: 1. Compilación óptima del kernel de Linux

3 2. Instalación de los parches RTAI 3. Instalación de la arquitectura hardware 4. Modificación de los drivers 5. Realización de un ejemplo práctico 6. Documentación Para la realización de este proyecto ha sido imprescindible el aprendizaje por parte del alumno de nuevas técnicas y nuevos lenguajes de programación, como el utilizado por MATLAB, así como la consulta de manuales como el manual de Databook PCI9052, ya que en este proyecto se ha tenido que trabajar tanto a bajo nivel (registros y bits) como a alto nivel (lenguaje MATLAB). Además también destacar la dificultad para la realización de este proyecto ya que en muchas ocasiones la arquitectura de los componentes, es decir la forma de trabajar, de éstos había cambiado respecto a la arquitectura disponible por lo que ha sido más dificultosa la modificación de los drivers, ya que se ha tenido que realizar modificaciones en otros módulos software distintos al del propio driver. Los resultados han sido satisfactorios, ya que se han cumplido tanto los objetivos que tenía puestos la universidad en este proyecto como los objetivos personales. Como consecuencia de la consecución de estos objetivos se dispone actualmente de los siguientes componentes que son los resultados del proyecto: 1. Plataforma de tiempo real instalada y en ejecución. 2. Drivers compatibles con la nueva versión de Real Time Workshop. 3. Manuales completos y detallados de todo el proceso. Hay que destacar en este proyecto la documentación realizada, ya que se ha conseguido resumir los extensos manuales existentes de los diferentes componentes de la arquitectura en un documento bastante más reducido. Además se debe destacar esta documentación porque no existía previamente documentación alguna sobre una plataforma de este estilo en la universidad. Esta documentación es útil tanto para la instalación de esta arquitectura en otros equipos como para la actualización futura de ésta.

4 Las conclusiones de este proyecto son positivas acerca del uso que se le va a dar a la plataforma, ya que es una plataforma sencilla de manejar, porque el usuario final tan sólo tiene que trabajar con MATLAB y más concretamente con Real Time Workshop y no debe tener en cuenta ningún detalle sobre el diseño de la arquitectura. Además esta plataforma es fácilmente implantable por parte de la universidad, ya que se dispone actualmente de todos los componentes necesarios para su instalación así como de los manuales que ilustran de forma sencilla el proceso seguido.

5 ABSTRACT This project is about the development and implementation of a new architecture that is able to control engines working with the following software components: 1. Linux-RTAI, a real time system. 2. Real Time Workshop To achieve this project, we have based in a previous architecture that were available in the university. This architecture were based in a hardware system which works with ISA buses. The current PCs do not work with ISA buses, they work with PCI buses. This fact means that we have had to adapt this hardware system to a new system compatible with up to date computers. The main objectives of this project are the obtaining of a new architecture hardware and software capable of working with a Real Time System compatible with Linux, the update of the drivers and the achievement of a documentation which let anybody follow all the steps necessary to install the architecture, provide a based for a future updating and make easier to work with this architecture. Besides, the previous objectives there are also personal objectives that were to improve my Linux and MATLAB knowledge and learning about how to do a new architecture. In this project they have been used the more up to date and stable versions of all the software components. About hardware we have only used available products in university because it was more the best option for the university. To realize the protect it has been used a linear methodology where we have defined the following activities: 1. Optimum compilation of Linux kernel 2. Installation of RTAI patches

6 3. Hardware system installation 4. Drivers updating 5. A practical example 6. Documentation In this project it has been indispensable the learning of new techniques and new languages, like MATLAB s language, moreover consulting user s manuals like PCI9052 Databook. In this project we have work in two opposite directions, in low level, registers and bytes, and in high level, MATLAB s language. I would also like to stand out the difficulty of this project because in some situations the way of work of the components were different in the previous architecture than in the new. It means that we have to make big changes because the way of work of the driver also changes. It had been necessary to make some changes in other software furthermore the driver. The results had been positive because all the objectives had been accomplished including the personal objectives. Like a consequence of that we have actually available the following components like a result of the project: 1. Real Time platform installed and in execution 2. Compatible drivers with the new Real Time Workshop version 3. User s guide of the whole process easily to understand I would like to emphasizes about the documentation, because the documentation summarizes a lot of extensive user s guides and databooks from all the different components used in the architecture in one document not so long. Moreover the documentation is so important because there were no documentation about the previous architecture which exists in the university. This documentation is very useful in each installation process and for future updates.

7 The conclusions are positive because the architecture is going to be used and it is an easy platform to used, because the user has only to work with MATLAB and specifically in Real Time Workshop and the user does not have to know anything about the design of this new architecture. Moreover this architecture is easily to implant in the university because all the components are available in the university besides all the user guide s in order to make all the installation process in an easily way.