T-Engine

Offener Betriebssystem-Standard erobert Asien

14.09.2009 | Autor / Redakteur: Ken Sakamura, Michael Uelschen, Helmut Lucke / Martina Hafner

*Prof. Ken Sakamura ist Professor an der Universität von Tokio, Begründer des TRON und T-Engine-Projekts sowie Vorsitzender des T-Engine Forums.
*Prof. Ken Sakamura ist Professor an der Universität von Tokio, Begründer des TRON und T-Engine-Projekts sowie Vorsitzender des T-Engine Forums.

In Asien hat sich insbesondere in Japan weitgehend vom Westen unbeachtet der offene Standard T-Engine für eingebettete Systeme etabliert, der auch die kommende Generation von Multicore-Architekturen berücksichtigt.

T-Engine basiert auf dem Projekt TRON, welches in Japan seinen Ursprung hat und 1984 unter der Führung von Ken Sakamura startete. TRON steht für „The Realtime Operating System Nucleus“. Ziel des Projektes war es, eine Rechnerarchitektur für zukünftige Systeme zu entwickeln, wobei eingebettete Systeme im Vordergrund stehen. Das TRON-Projekt betrachtete bereits frühzeitig die Vernetzung von einzelnen, eingebetteten und verteilten Systemen. Inzwischen setzen sich Synonyme wie “Ubiquitous Computing” oder “Pervasive Computing” durch. In Japan wurde durch TRON auch der Begriff „Computers Everywhere“ eingeführt.

Von mehreren TRON-Spezifikationen hat sich vor allem die ITRON-(Industrial-TRON-)Spezifikation in Japan und Teilen Asiens erfolgreich etabliert. Sie umfasst Betriebssysteme für Rechner mit 16-Bit und 32-Bit-CPU. Später wurde die Spezifikation für µITRON mit Unterstützung auch für 8-Bit-Rechner ergänzt. Das TRON-Projekt hat die Idee von Open Source und einer offenen Architektur von Beginn an unterstützt. So wurde der Quellcode einer Referenzimplementierung frühzeitig offen gelegt.

Die Gründe für die Popularität von ITRON sind zum einen die durchdachte Programmierschnittstelle und zum anderen die Kompaktheit. Schließlich unterstützt ITRON den Gedanken einer offener Architektur: es werden keine Lizenzkosten für die Verwendung der Spezifikation fällig.

T-Engine-Projekt: Hardwarestandardisierung

Das T-Engine-Projekt geht noch einen Schritt weiter. Es werden Anforderungen an die Hardware standardisiert, so dass auch standardisierte Entwicklungsboards inzwischen für ARM-, MIPS oder SH-basierte Architekturen verfügbar sind. Das standardisierte Betriebssystem des T-Engine Projekts heißt T-Kernel.

Das TRON-Projekt schrieb keine bestimmte Hardwarearchitektur vor. Dagegen besteht T-Engine aus einer Spezifikation und einer Implementierung eines Echtzeitbetriebssystems, dessen Quellcode vom T-Engine-Forum gewartet wird. Das erlaubt eine hohe Portierbarkeit der Middleware, so dass Middleware-Komponenten als kommerzielle Produkte von Drittanbietern vertrieben werden können.

Die Benutzung von Middleware ist ein Grundgedanke zur Rationalisierung des Entwicklungsprozesses. Daher wurde beim Entwurf der APIs der Portierbarkeit Vorrang vor der Optimierung für kleine Prozessoren gegeben. Mit diesem Ansatz versucht das T-Engine-Forum Systementwickler, Toolketten-Anbieter, Gerätehersteller und Halbleiterfirmen zusammenzubringen um einen möglichst kostengünstigen und schnellen Entwicklungsprozess zu ermöglichen.

T-Engine als Entwicklungsumgebung

T-Engine gliedert sich in vier Ausbaustufen abhängig von der Geräteklasse: Standard T-Engine, Mikro-T-Engine, Nano-T-Engine und Pico-T-Engine abhängig vom Anwendungseinsatz.

  • Standard T-Engine: Entwicklungsplattform, ausgestattet mit Benutzerschnittstellen z.B. für Monitor und Touchpad, für komplexe eingebettete Geräte wie beispielsweise PDA, Mobiltelefone, intelligente Hausgeräte, Navigationsgeräte oder Set-Top-Boxen.
  • Mikro-T-Engine: Entwicklungsplattform, die für Steuergeräte mit hohen Antwortverhalten für Industrieautomatisierung, Messgeräte oder Verkaufsautomaten ausgelegt wurde, entworfen für Systeme mit einer eingeschränkten Benutzerschnittstelle,
  • Nano-T-Engine: Nano-T-Engine ist gedacht für einfache, kabelgebundene Steuergeräte beispielsweise zur Beleuchtung. Mehrere Nano-T-Engine-Geräte kommunizieren mit dem UNP Protokoll (Ubiquitous Network Protocol).
  • Pico-T-Engine: Die Plattform ist für sehr kleine und extrem stromsparsame Geräte gedacht, die in einem kabellosen Netzwerk kommunizieren.

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