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Kuka: RTOS nach Belieben

Die Steuerungstechnologie von Kuka basiert bereits seit über zehn Jahren auf der Windows-Echtzeit-Erweiterung VxWin. Diese macht VxWorks zusammen mit Windows XP oder Windows XP Embedded auf ein und derselben PC-Hardware lauffähig. Jetzt „öffnet“ der Robotik-Spezialist diese Plattform für beliebige andere Echtzeit-Betriebssysteme, wobei der Anwender die Anpassung mit einfachen Mitteln selbst vornehmen kann.

Echtzeit-Betriebssysteme gibt es viele. Noch größer ist die Anzahl von Applikationen, welche für diese Realtime Operating Systems – kurz RTOS – erstellt worden sind und immer noch erstellt werden. In der Regel laufen die Echtzeit-Anwendungen und Windows jeweils auf einer eigenen Hardware-Plattform. Mit ihrer PC-basierten Robotersteuerung hat Kuka schon 1996 diese Trennung aufgehoben und betreibt seither das RTOS VxWorks, welches für die eigentliche Robotersteuerung in harter Echtzeit mit Interrupt-Reaktionszeiten im Mikrosekundenbereich zuständig ist, zusammen mit Windows XP Embedded auf einem einzigen PC-System. Allerdings war es mit der Windows-Echtzeit-Erweiterungs-Software bislang nur möglich, eine einzige Instanz von VxWorks beziehungsweise seit 2003 auch Windows CE zusammen mit Windows zu verwenden. Dass bis dato keine weitere Echtzeit-Betriebssystem-Unterstützung angeboten wurde, lag daran, dass die Anpassungen eines neuen RTOS nur von Kuka selbst durchgeführt werden konnte, die Echtzeit-Erweiterungs-Software speziell an das neue RTOS anzupassen war und Kuka dazu letzlich das RTOS-Know-how und die Ressourcen fehlten.

Mit dem neuen Software-Tool „RTOS Virtual Machine“, welches auf der bevorstehenden Fachmesse „Embedded World 2008“ in Nürnberg vorgestellt wird, hebt Kuka diese Einschränkungen auf. Das heißt: Künftig sind nicht mehr nur VxWorks und Windows CE als RTOS verwendbar, sondern nahezu jedes beliebige x86-RTOS. Auch kann auf der gemeinsamen Steuerungs-Hardware dann nicht mehr nur eine einzige Instanz des RTOS ablaufen, sondern – sofern ein Multicore-Prozessor zur Verfügung steht – auch mehrere Instanzen. Eine weitere denkbare Variante ist, dass die eine Instanz eines Multicore-fähigen RTOS mehrere Cores nutzt.

Was ebenfalls neu ist: Mittels der vorhandenen Dokumentation und der Beispiel-Implementierungen können Anwender der neuen Steuerungsplattform die Anpassungen des RTOS an die VM selbst durchführen. Bei weniger anspruchsvollen Aufgaben ist es zudem vorstellbar, ganz auf ein Echtzeit-Betriebssystem zu verzichten und anhand der Beispiel-Implementierungen einfache Software, wie etwa Echtzeit-Interrupt-Handler, für Windows direkt zu erstellen.