index.html

   1 <!DOCTYPE html PUBLIC "-//W3C//DTD HTML 4.01 Transitional//EN"
   2    "http://www.w3.org/TR/html4/loose.dtd">
   3 <html>
   4 <head>
   5   <title>[[!meta title="Linux Target for Simulink® Embedded Coder®"]]</title>
   6   <meta http-equiv="Content-Type" content="text/html; charset=utf-8">
   7   <link><style type="text/css">
   8     #main_content {max-width: 70em}
   9   </style>
  10 </head>
  11 <body>
  12
  13 <div id="main_content" style="max-width: 60em;">
  14
  15 <p>
  16
  17 [[!img ert_linux_snapshot1.png size="300x" align=right alt="Screenshot or ert_linux"]]
  18
  19 Linux ERT target
  20 for <a href="http://www.mathworks.com/">MathWorks</a>' <a href="http://en.wikipedia.org/wiki/Simulink">Simulink</a>®
  21 Embedded Coder® allows to compile a model of designed control system
  22 to the C-code and combine it with target specific support functions.
  23 The resulting executable/controller can be run in real-time on the
  24 target Linux system. The running dynamic system can be augmented via
  25 tunable block parameters in the Simulink model and data can be
  26 acquired and visualized with Simulink scopes.
  27 </p>
  28
  29 <p>
  30   Linux ERT target uses heavily real-time capabilities
  31   of <abbr title="PREEMPT RT">real-time</abbr> variant of the Linux
  32   kernel. The resulting control system supports sampling frequencies
  33   up to 20 kHz.</p>
  34
  35 <div>
  36 <b>Page Contents</b>
  37
  38 [[!toc]]
  39 </div>
  40
  41 <h2 id="news">Recent News</h2>
  42
  43 <ul>
  44 <li>
  45   We will present the ert_linux project
  46   at <a href="http://www.amper.cz/en/online-catalog/list-of-exhibitors.html/e9595_0-fakulta-elektrotechnicka-cvut-v-praze">Amper
  47   exhibition</a> from 18th to 21st March 2014 in Brno, Czech Republic.</li>
  48 <li>
  49 Linux ERT at Embedded World exhibition – 25 until 27 February 2014 - Visit
  50 <a href="http://www.ask-embedded-world.de/index.php5?id=342793&amp;Action=showCompany">DCE CTU</a>
  51 developers and researchers at the OSADL booth (hall 5 booth 276).
  52 </li>
  53 </ul>
  54
  55 <h2 id="linuxnative">Native Linux Real-Time and I/O Cards Support</h2>
  56
  57 <p>Current version of the Linux ERT target is optimized to use the
  58 proper Linux kernel timing mechanism with bounded maximal latencies.
  59 Matlab/Simulink running on GNU/Linux desktop system as development
  60 system is supported. More information about current version can be
  61 found
  62 in <a href="http://rtime.felk.cvut.cz/~sojka/blog/on-generating-linux-applications-from-simulink/">Michal
  63 Sojka's blog post</a>. UIO driver and blockset has been implemented to
  64 support
  65 <a href="http://www.humusoft.com/produkty/datacq/">Humusoft data acquisition cards</a> (MF624 for now).</p>
  66
  67 <p><abbr title="User Space I/O">UIO</abbr> driver for the MF624 card
  68 is already included in the Linux mainline kernel. More documentation
  69 for this driver can be found
  70 on <a href="http://rtime.felk.cvut.cz/hw/index.php/Humusoft_MF6xx">DCE
  71 HW Wiki page</a>.</p>
  72
  73 <h2 id="platformselect">RT-Capable Platform and Kernel</h2>
  74
  75 Standard distribution Linux kernel does not guarantee bounded latencies for many operations.
  76 The use of <a href="http://rt.wiki.kernel.org/">real-time variant</a> of <a href="http://en.wikipedia.org/wiki/Linux">Linux</a>
  77 kernel is required to make system durable. This kernel variants minimizes regions
  78 where switch to the highest priority (i.e. Linux ERT generated) task is blocked by
  79 kernel when servicing system calls for other tasks.
  80
  81 Selection of the right version of the kernel is not enough for non-disruptive
  82 operation. Computer system hardware selection is critical as well. The system
  83 has to provide enough computational power for compiled in blocks data evaluation
  84 evaluation and Linux kernel services processing. Other critical disturbance sources
  85 are hardware caused latencies and lags in a program processing by CPU. The source
  86 can be bus systems load by other subsystems (i.e. graphic processor memory access,
  87 peripheral DMA - SSD, SD-card, Flash controller etc.). The other critical source of
  88 latencies in x86 based systems is <a href="http://en.wikipedia.org/wiki/System_Management_Mode">SMI</a>
  89 processing. The SMI enable and processing is under BIOS and motherboard vendor control
  90 and this problem cannot be resolved by operating system. This means that proper
  91 hardware selection is critical.
  92
  93 A long period evaluation data of different combinations of Linux kernel version
  94 runing on many CPU architectures and boards from many vendors is (see <a href="http://www.osadl.org/">OSADL</a>
  95 <a href="http://www.osadl.org/Quality-assurance-at-the-OSADL-QA-Farm.osadl-services-qa.0.html">Quality Assurance Farm</a>)
  96
  97 According to these track records carefully selected x86 or embedded GNU/Linux system can run
  98 real-time tasks with sampling frequencies up to 20&nbsp;kHz with no losing sample per months.
  99
 100 <h2 id="download">Source Code and Download</h2>
 101
 102 <dl>
 103   <dt>Lintarget at Source Forge</dt>
 104     <dd><a href="https://sourceforge.net/projects/lintarget/files/">project download area</a>
 105        contains released versions of the Linux target and CANopen based distributed system
 106     </dd>
 107   <dt>Linux ERT source code repository</dt>
 108     <dd><a href="http://rtime.felk.cvut.cz/gitweb/ert_linux.git">http://rtime.felk.cvut.cz/gitweb/ert_linux.git</a>
 109        <br>version updated for real-time and native GNU/Linux host/target system setup
 110     </dd>
 111   <dt>Humusoft MF624 card support blockset</dt>
 112     <dd><a href="http://rtime.felk.cvut.cz/gitweb/mf624-simulink.git">http://rtime.felk.cvut.cz/gitweb/mf624-simulink.git</a>
 113        <br>initial version of blockset supporting analog and digital input/output, IRC, PWM and PWM measurement for MF624 cards.
 114     </dd>
 115 </dl>
 116
 117
 118 <h2 id="prjbackground">Project Background</h2>
 119
 120 <p>
 121 The Linux ERT has been initially developed at <a href="#dce">DCE of
 122 CTU</a> in order to create a dynamic environment model for hardware
 123 (airplane) in the loop testing of a fly-by-wire system
 124 at <a href="http://www.aero.cz/en">AERO Vodochody a.s.</a>. Simulink
 125 has been run on Windows host computer initially and code generated for
 126 GNU/Linux embedded target system was compiled
 127 under <a href="http://en.wikipedia.org/wiki/Mingw">MinGW/MSYS</a>
 128 environment and then uploaded to PowerPC
 129 based <a href="http://rtime.felk.cvut.cz/hw/index.php/Boa5200">BOA5200</a>
 130 computer. The target computer was equipped with two CAN
 131 interfaces. <a href="http://en.wikipedia.org/wiki/Canopen">CANopen</a>
 132 blockset based on <a href="http://canfestival.org/">CANfestival</a>
 133 project was used to control distributed servosystem used to simulate
 134 fly-by-wire system load. Simulink CANopen blockset integrates a
 135 <a href="http://en.wikipedia.org/wiki/Socketcan">SocketCAN</a> driver configuration and CAN messages
 136 processing support to the generated code and enables the user to develop distributed embedded
 137 control applications with CANopen communication.</p>
 138
 139 [[!img LinTarget.JPG size=300x alt="Original code generation workflow"]]
 140 [[!img CANopenExample.JPG size=300x alt="Model including node controlled over CANopen"]]
 141
 142 <p>Lukáš Hamáček, “<b>RTW target for Linux with CANopen support</b>”, Master Thesis, Prague 2009. (<a href="dp_2009_hamacek_lukas.pdf">Pdf</a>)</p>
 143
 144 <h2 id="contributors">Project Contributors</h2>
 145
 146 <dl>
 147   <dt>Michal Sojka</dt>
 148     <dd><a href="mailto:sojkam1@fel.cvut.cz">sojkam1@fel.cvut.cz</a> ,
 149        homepage <a href="http://rtime.felk.cvut.cz/~sojka/">http://rtime.felk.cvut.cz/~sojka/</a>
 150        <br>teacher, researcher and developer at DCE CTU.
 151     </dd>
 152   <dt>Pavel Píša</dt>
 153     <dd><a href="mailto:pisa@cmp.felk.cvut.cz">pisa@cmp.felk.cvut.cz</a> ,
 154        homepage <a href="http://cmp.felk.cvut.cz/~pisa/">http://cmp.felk.cvut.cz/~pisa/</a>
 155        <br>teacher, researcher and developer at DCE CTU.
 156     </dd>
 157   <dt>Rostislav Lisový</dt>
 158     <dd><a href="mailto:lisovros@fel.cvut.cz">lisovros@fel.cvut.cz</a>
 159        <br>former CTU master study programe student, Linux related projects developer at DCE now.
 160     </dd>
 161   <dt>Libor Waszniowski</dt>
 162     <dd><a href="mailto:xwasznio@fel.cvut.cz">xwasznio@fel.cvut.cz</a>
 163        <br>former DCE CTU researcher responsible for the project with AERO Vodochody.
 164     </dd>
 165   <dt>Lukáš Hamáček</dt>
 166     <dd>
 167        former CTU master student.
 168     </dd>
 169 </dl>
 170
 171
 172 <p id="dce"><b>DCE</b> – <a href="http://dce.fel.cvut.cz/" target="_blank">Department of Control Engineering</a> –
 173 <a href="http://www.cvut.cz/en" target="_blank">Czech Technical University in Prague</a>, <a href="http://www.fel.cvut.cz/en" target="_blank">Faculty of Electrical Engineering</a></p>
 174
 175 <h2>Acknowledgment</h2>
 176
 177 <p>This work was supported by Ministry of Industry and Trade of the Czech Republic under Project
 178 FT—TA3/044 during period of 2006 to 2009 years.</p>
 179
 180 </div>
 181
 182 </body>
 183 </html>