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10 2020 Elektronik 27 Embedded-Systeme Das Debugging RTOSbasierter RealTime Operating System Systeme lässt sich mit verbesserten Einblicken in deren Echtzeitausführung stark vereinfachen Mit dem Vereinfachen einhergehend profitieren Entwickler von einer verkürzten Debugging-Zeit von Tagen oder gar Wochen auf lediglich Stunden Voraussetzung hierfür ist ein Software-Tracing auf RTOS-Ebene Hierbei kommt es auf eine gute Visualisierung an um die erzeugten Daten sinnvoll zu interpretieren Ein Echtzeit-Betriebssystem ist ein schnelles deterministisches Betriebssystem das klein genug für das Verwenden in Mikrocontrollern MCUs ist RTOSs eignen sich daher ideal für Embeddedund IoT-Anwendungen Weshalb Entwickler zunehmend RTOSs verwenden liegt daran dass sie beim Verringern der Komplexität des Codes helfen feste Timing Deadlines garantieren und das Wiederverwenden von Softwaremodulen erleichtern Die mit dem Nutzen eines RTOS auferlegte Struktur verbessert die Pflegbarkeit einer Anwendung und vereinfacht das Hinzufügen neuer Features Für das Management ist all das von Vorteil weil es die Entwicklungseffizienz steigern die Markteinführungszeit verkürzen und sowohl die Produktzuverlässigkeit als auch die Kundenzufriedenheit verbessern kann Zeitlupenaufnahme hilft Entwicklern Allerdings werden die Vorzüge mit einigen Komplexitäten erkauft Subtile Entscheidungen beim Codieren können zu diffizilen im Quellcode nicht erkennbaren Fehlern oder Leistungsproblemen im finalen Produkt führen Während das System im Labor wie vorgesehen zu funktionieren scheint gibt es doch unzählige Szenarien die sich mit Testen oder Code-Reviews unmöglich alle abdecken lassen Im ungünstigsten Fall besteht das System sämtliche Tests stürzt beim Kunden jedoch ab Um einen zuverlässigen Betrieb zu gewährleisten sind beim Anwendungscode die bewährten Methoden für das RTOSbasierte Design zu befolgen was allerdings gute Einblicke in Bild 1 Ein Event Log kann zwar informativ sein lässt sich jedoch nicht auf einen großen Umfang an Trace-Daten skalieren Bild Percepio Hardware-Tracing Software-Tracing Generiert mit Features der CPU Per Software generiert Exakte Befehlssequenz Höherer Abstraktionsgrad ➜ RTOS-Taskausführung ➜ Programmiersschnittstellen-Aufrufe ➜ Anwendungsspezifische Aufzeichnung Nichtinvasiv Oft wird lediglich der Kontrollfluss erfasst ➜ Allgemeines Daten-Tracing ist wegen der hohen Datenraten auf spezielle Chips und Boards angewiesen Nur für den Laboreinsatz Nutzt CPU und RAM des Zielsystems Beispiele ➜ Lauterbach Trace-32 ➜ iSystem Bluebox Beliebige Software-Ereignisse und Daten Möglichkeit tiefergehender Analysen Keine zusätzliche Hardware erforderlich ➜ Für den Laboreinsatz ➜ Als Absturzrekorder auch für das Verwenden im Feld Beispiele ➜ Wind River System Viewer ➜ Percepio Tracealyzer Über Percepio Tracealyzer Percepio Tracealyzer als Tool für das Software-Tracing ermöglicht klare Einblicke hohe Qualität und ein zügiges Entwickeln Es ist für führende RTOSs und Linux-Systeme verfügbar und bietet umgehende Unterstützung für die meisten 32-Bitund 64-Bit-Prozessoren Die Tracealyzer-Anwendung ist auf Windowsund Linux-Hosts lauffähig Eine kostenlose voll funktionsfähiges Evaluieren von Tracealyzer steht auf https percepio com zum Download zur Verfügung Der Installer umfasst ein vorab aufgezeichnetes Demo-Trace sodass Entwickler sofort mit dem Erkunden der mehr als 30 miteinander verknüpften Ansichten beginnen können