Das IPC@CHIP Konzept - der HTL Steyr

3. Performance und Speicher - IPC@CHIP versus 32-Bit-Systeme
Eine der am häufigsten diskutierte Frage ist: Sind die 16-Bit-Performance und 1 MB Speicher ausreichend für
meine Embedded-Lösung ? Unsere pauschale Antwort: JA
Die Erfahrung hat gezeigt, dass in den allermeisten Embedded-Anwendungen die Performance und
Speicherausstattung des IPC@CHIP ausreichen. Der Grund für den Einsatz von 32-Bit-System ist häufig nicht
die Performance, sondern der Wunsch nach einem komfortablen und standardisierten Betriebsystem. Denn die
meisten 32-Bit-Systeme werden nicht mit einem eigen angepassten Betriebsystem geliefert, sondern der Kunde
muss dieses separat erwerben und die Anpassung selbst vornehmen. Die Wahl fällt dabei oft 32-Bit-
Betriebsysteme, weil diese den geringsten Anpassungsaufwand versprechen (Beispiel: Embedded-Linux).
Dieser vermeintliche Vorteil wird aber mit einem für viele Anwendungen unangemessenen hohen Aufwand an
Rechenleistung und Speicher erkauft. Diese Lösungen werden bei größeren Stückzahlen oft zu teuer.
Der IPC@CHIP löst das Problem anders: Er besitzt ein massgeschneidertes Realtime Operating-System, das
die Performance des 16-Bit-Prozessors optimal ausnutzt. Damit erreichen wir sowohl im Multitasking-Betrieb als
auch bei TCP/IP-Kommunikation wesentlich höhere Performance-Daten, als man dies einem 16-Bit-Prozessor
zugetraut hätte. Zusätzliche Massnahmen, wie z. B. die DMA-Unterstützung für die seriellen Schnittstellen
bringen weitere Leistungssteigerungen.
Speicher
Der Speicher scheint mit 512 KB Arbeitsspeicher (RAM), 256 KB Betriebsystem (Flash) und 256 KB Flash-Disk
verglichen mit 32-Bit-Betriebsystemen mit ähnlichem Leistungsumfang knapp bemessen zu sein. Aber auch hier
gilt die gleiche Argumentation wie bei der Prozessorleistung. Das RTOS leistet, da optimal an den IPC@CHIP
angepasst, bei identischer Speicherausstattung einfach mehr als ein 32-Bit-Betriebsystem "von der Stange".
Zusätzlich ist der Flashdisk-Speicher des IPC@CHIP über ein externes IDE-Interface durch Memory-On-Chip
oder Compact-Flash-Speicher bis zu theoretischen 2 Gigabyte erweiterbar. Außerdem ist das Betriebssystem
selbst modular aufgebaut. Es besteht die Möglichkeit, nicht benötigte Dienste wegzulassen, damit wertvollen
Speicher einzusparen und für das Anwenderprogramm zu nutzen.
Performance durch geeignete Hardwareunterstützung
Bei der ganzen Performance-Diskussion wird oft vergessen, dass sich viele High-Performance-Applikationen
statt per Software, teurer Prozessor-Leistung und Speicherausstattung auch in Hardware realisieren lassen.
Kundenanwendungen zeigen, dass der IPC@CHIP auch problemlos in für ihn eigentlich untypischen
Applikationen im Bereich Video- und Audio-Streaming eingesetzt werden kann, wenn er durch geeignete
Hardware unterstützt wird. In der Summe sind diese Lösungen aber meist deutlich günstiger und oft sogar
performanter zu realiseren als reine Softwarelösungen auf leistungsfähigeren Prozessoren.
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4. Warum ein eigenes Betriebsystem?
Wie bereits erwähnt, wurde das Realtime-Betriebsystem für den IPC@CHIP massgeschneidert. Um den
Anwendern die Einarbeit zu erleichtern und um bei der Programmierung auf Standard-Entwicklungswerkzeuge
zurückgreifen zu können, wurde der Echtzeitkern mit einer DOS-ähnlichen Oberfläche ausgestattet. Eigene
Anwendungsprogramme können mit dem Borland C++ Compiler (bis Version 5) auf dem PC unter Windows
entwickelt und auf dem RTOS des IPC@CHIP als Task gestartet werden. Auch die Kommandozeile des
IPC@CHIP RTOS wurde stark an das vom PC her bekannte DOS-Betriebssystem angelehnt und um spezielle
Kommandos, die dem IPC@CHIP als Netzwerk-Server Rechnung tragen, erweitert.
Das IPC@CHIP Betriebsystem beinhaltet zudem eine vollständige API (application programming interface) die
Zugriff auf alle Funktionen des IPC@CHIP und das Betriebsystem erlaubt, wie z.B. die Steuerung des E/A-
Interfaces und Zugriff auf die TCP/IP-Dienste.
Erweiterung über Bibliotheken
Einige nicht direkt im Betriebssystem enthaltene Dienste (wie z.B. der FTP-Client oder SMTP/POP-Dienste) sind
als freie C-Libraries oder Software-Beispiele verfügbar und können in eigene Applikationen integriert werden.
Eine umfangreiche Bibliothek an Beispielapplikationen rundet das Softwareangebot ab.