FPGA-basiertes Echtzeitrechner-System mit RTAI-Linux fur Antriebssysteme

摘要

Speziell im Bereich der Leistungselektronik und Antriebstechnik ist bei Echtzeitrechnersystemen oftmals grosse Flexibilitat (spezielle PWM-Verfahren, Totzeiten fur komplementare Schalterpaare, Triggerung und Filterung der Messwerte etc.) erforderlich, welche oft nur mit hochpreislichen Systemen erreicht werden kann. Des Weiteren ist es unabdingbar, dass ubergeordnete Schutzfunktionen (Uberstrom- und Uberspannungsabschaltung) einen sicheren Betrieb des Systems ermoglichen, so dass auch bei Fehlern im Code des Echtzeitrechners weiterhin ein sicherer Betrieb bzw. ein sicheres Abschalten des Regelalgorithmus' moglich ist. Daruber hinaus sollte ein moglichst einfaches Programmier-Interface zur Verfugung stehen, damit neue Regelstrategien moglichst schnell experimentell uberpruft werden konnen. Ausserdem muss sichergestellt sein, dass die Echtzeitbedingung eingehalten wird, d.h. der Algorithmus muss innerhalb der vorgegebenen Zykluszeit abgearbeitet sein. Um Auswirkungen von Code-Anderungen auf die Ausfuhrungszeit des Regelalgorithmus' schnell uberprufen zu konnen, ist eine Anzeige der "Echtzeitauslastung" ebenfalls sinnvoll.