Rtos Wimax OSS Workshop

Slide 1: WiMAX OSS Real Time Operating System (RTOS) Sugeng Widodo 5 Desember 2007

Slide 2: Real Time System Kendala Waktu Sistem dikatakan benar bukan hanya memberi output yang benar saja tetapi memberi output yang benar dari dari suatu input pada saat yang tepat

Slide 3: Hard vs Soft Real Time Kebutuhan tingkat kecepatan respon suatu sistem Keterlambatan respon pada hard real time dapat berakibat bencana Keterlambatan pada soft real time hanya menurunkan kualitas

Slide 4: Contoh Hard Real Time  Sistem kontrol pesawat tempur  Sistem kontrol reaktor nuklir  Sistem kontrol pacu jantung  MAC lowest layer (Burst Generator) – tidak berakibat bencana tapi sistem tidak akan berjalan

Slide 5: Contoh Soft Real Time  Multimedia player  Video streaming  MAC upper layer  EML  Device driver

Slide 6: Karakteristik Real Time System  Embedded : merupakan komponen dari sistem yang lebih besar  Concurrent : secara bersamaan mengontrol / bereaksi terhadap berbagai faktor yang melingkupinya  Safety : tidak hanya handal tapi juga aman, tidak menyebabkan kerusakan jika gagal  Reaktif : selalu beinteraksi dengan lingkungan dan bereaksi dengan benar

Slide 7: Real Time Operating System Tidak setiap Real Time System menggunakan RTOS RTOS sebenarnya adalah tools bagi developer untuk mempermudah membuat aplikasi untuk kebutuhan Real Time. Implementasi never-ending loop sering sudah cukup untuk mengimplementasikan Real Time System terutama bila bahasa assembler yang digunakan untuk pengembangan.

Slide 8: Multi tasking / threading Permasalah sistem real time biasanya terdiri dari beberapa jenis pekerjaan yang kecil-kecil yang dapat berjalan secara independen. RTOS mempermudah pembuatan aplikasi real time dimana terdapat banyak jenis pekerjaan yang harus dilakukan.

Slide 9: Virtual paralel Karena processor yang digunakan hanya satu maka sebenarnya task-task tersebut tidak benar- benar berjalan secara paralel akan tetapi berjalan secara bergantian. thread 1 thread 2 thread 3

Slide 10: Hyperthread Beberapa prosesor yang modern sekarang mengenal konsep hyperthread dimana satu prosesor bisa menjalankan secara paralel lebih dari satu thread. Intel Pentium misal bisa dua thread, sementara UltraSPARC T2 bisa sampai 16 thread Architecture yang lain adalah multi core yang tentu saja dapat menjalankan lebih dari satu thread bersama-sama.

Slide 11: Re-entrant Karena ada banyak task/thread maka akan sering satu fungsi yang sama dipanggil oleh beberapa thread dalam waktu bersamaan. Fungsi-fungsi harus bersifat re-entrant atau boleh dipanggil ulang oleh thread lain walaupun fungsi tersebut belum selesai. Jangan menggunakan variable global di semua fungsi

Slide 12: Scheduling Kernel berfungsi sebagai pengatur aktifitas task/thread kapan berhenti kapan berjalan.

Slide 13: Scheduling Pre-emptive Kernel Kernel dapat menghentikan task/thread yang sedang berjalan terutama apabila ada task/thread dengan prioritas yang lebih tinggi. Non-pre-emptive Kernel Task/Thread harus menghentikan dirinya sendiri supaya dapat digantikan oleh task/thread lain.

Slide 14: Status Task/Thread pending ready delayed suspended

Slide 15: Priority Scheduling  Task berstatus ready dengan prioritas paling tinggi yang akan dijalankan  Task yang bersifat a-periodik biasanya mendapat proritas lebih tinggi dari yang periodik  Semakin tinggi prioritas sedapat mungkin waktu eksekusinya semakin pendek  Semakin tinggi prioritas sebaiknya semakin sering melakukan voluntary suspended/delayed

Slide 16: Round Robin Scheduling Task/thread yang berstatus ready dengan prioritas yang sama akan digilir waktu eksekusinya sesuai dengan jatah waktu yang diberikan

Slide 17: Penanganan Interrupt Biasanya dibagi dua bagian : lower-half dan upper-half lower-half : non pre-emptive, interrupt status clearing, aktifasi upper-half, secepat mungkin upper-half : pre-emptive, pengambilan dan pengolahan data, prioritas tergantung sifat data

Slide 18: Tick Unit waktu yang digunakan kernel untuk berpindah dari satu task/thread ke task/thread yang lain Linux mempunyai tick dengan resolusi 10ms , RTOS biasanya mempunyai resolusi yang lebih halus

Slide 19: Komunikasi antar task/thread Kenyataannya antar task/thread tidaklah independen Sering antar task/thread harus berkomunikasi untuk keperluan tukar-menukar data ataupun sinkronisasi

Slide 20: Semaphore Digunakan untuk sinkronisasi apabila ada beberapa task/thread ingin mengakses resource yang sama

Slide 21: Condition Variable Digunakan apabila suatu task/thread menunggu tanda dari task/thread yang lain sebelum melanjutkan eksekusinya

Slide 22: Mailbox Digunakan oleh task/thread untuk bertukar data dengan task/thread yang lain

Slide 23: Biasanya penggunakan semaphore, condition variable dan pembacaan mailbox membuat perubahan status thread dari ready menjadi pending/delayed sehingga posisinya bisa digantikan thread lain yang sudah ready

Slide 24: Sleep Cara lain bagi thread untuk berubah status dari ready ke delayed adalah dengan sleep selama waktu tertentu. Cara ini biasa digunakan oleh thread-thread dengan prioritas tinggi untuk memberi kesempatan kepada thread dengan prioritas lebih rendah untuk dieksekusi

Slide 25: Linux Kernel linux yang asli adalah non pre-emptive Resolusi tick linux adalah 10ms Sebagian besar driver dalam linux tidak mendukung sistem real time

Slide 26: LinuxRT Merupakan patching untuk kernel linux Membuat kernel linux menjadi pre-emptive Membuat resolusi tick yang lebih halus Aplikasi real time merupakan proses dalam linux

Slide 27: Linux RTAI Membuat kernel real time dibawah Linux Kernel Linux menjadi salah satu process/task dari kernel RTAI dengan prioritas rendah Aplikasi realtime bukan merupakan proses dalam linux

Slide 28: eCOS Merupakan singkatan dari embedded Configurable Operating System Keunggulan utamanya adalah kemudahan dalam mengkonfigurasi dan ukuran yang kecil cocok untuk aplikasi embedded.

Slide 29: eCOS Mempunyai fitur untuk kebutuhan Real Time System seperti : pre-emptive kernel, priority dan round roubin schebuling, tick yang halus dan mudah di konfigurasi, device driver yang mendukung real time dan lengkap

Slide 30: Komponen eCOS  HAL : hardware abstraction layer , hardware dependent , memudahkan porting  Device Driver : hardware dependent  Kernel : Hardware Independent , Highly configurable  C Library : standard C , re-entrant  GDB : memudahkan debuging

Slide 31: Lisensi eCOS Modified GPL Modifikasi kernel harus tetap dengan lisensi yang sama Memungkinkan aplikasi yang dilinking dengan kernel mempunyai lisensi yang lain

Slide 32: Menggunakan eCOS  Mengkonfigurasi kernel sesuai kebutuhan  Mengkompilasi kernel menjadi library  Membuat code aplikasi  Mengkompilasi aplikasi  Melingking aplikasi dengan kernel  meng-upload aplikasi ke device