Mestrado em Engenharia Electrónica e TelecomunicaçõesXenomai Lab is a free software suite that allows a user to graphically
design control systems using block diagrams. The designed system can
be executed in real-time with operating frequencies of up to 10KHz
using the Xenomai framework. Execution can be merely a numerical
simulation or an interaction with the real-world via input/output
blocks. Several useful blocks are included in the default installation,
such as an oscilloscope, a signal generator, MATLAB setpoint profile
loader, and others. A rich set of documentation and examples is also
provided.
Development of Xenomai Lab was supported by a thorough study of
real-time operating systems based on GNU/Linux. The performances
of standard Linux, the PREEEMPT_RT patchset, RTAI and Xenomai
were benchmarked using a standard test. This allowed for a direct comparison
between them. Xenomai was found to have the ideal balance
between performance and ease of use, with scheduling jitter bellow
35μs on a desktop computer.
Ease of use was one of Xenomai Lab’s main goals. This distinguishes
it from alternatives. Control algorithms are programmed in C and no
prior knowledge of Xenomai, or real-time operating systems in general
for that matter, is needed. This makes our system adequate for use
by control engineers unfamiliar with GNU/Linux and by entry level
students of control engineering, robotics, and other equally technical
areas. Advanced users will feel right at home.O Xenomai Lab é uma plataforma open-source que permite a um
utilizador projectar gráficamente um sistema de controlo recorrendo a
um diagrama de blocos. O sistema projectado pode ser executado em
tempo-real a uma frequência de operação de até 10KHz pela framework
de tempo-real Xenomai. Execução pode ser uma mera simulação
numérica, ou uma interacção com o mundo real recorrendo a blocos
de input e output. A instalação traz de origem vários blocos potencialmente
úteis, como um osciloscópio, um gerador de sinais, interface
com perfis de setpoint feitos em MATLAB, entre outros. É também
incluída documentação e alguns exemplos ilustrativos.
O desenvolvimento do Xenomai Lab teve por base uma pesquisa exaustiva
de sistemas operativos de tempo-real baseados em GNU/Linux.
As performances de Linux, do patch PREEEMPT_RT, do RTAI e do
Xenomai foram medidas recorrendo a um mesmo teste. Desta forma,
tornou-se possível fazer uma comparação directa entre as diferentes
tecnologias. De acordo com os nossos testes, o Xenomai apresenta
um balanço ideal entre performance e facilidade de utilização. O jitter
de escalonamento esteve sempre abaixo de 35μs num computador de
secretária.
O Xenomai Lab foi desenvolvido de forma a ser fácil de utilizar. Esta
é a característica chave que o distingue de software semelhante. Algoritmos
de controlo são programados em linguagem C, não sendo
necessário nenhum conhecimento específico de Xenomai ou mesmo de
sistemas de tempo-real em geral. Assim, o Xenomai Lab é adequado
para engenheiros da área de controlo sem experiência em GNU/Linux
ou sistemas operativos de tempo-real ou mesmo estudantes de engenharia
de controlo, robótica e outras áreas técnicas. Utilizadores
avançados sentir-se-ão imediatamente em casa