Dynamische Adaption in heterogenen verteilten eingebetteten ...

1 Einleitung
werden. Im Laufe der Mission wurde daher die Software verändert, sodass eine spezifische Vorfilterung
der Bilder stattfindet, um möglichst nur solche Bilder zu übertragen, die relevanten Inhalt haben. Je
nach Fragestellung änderte sich hier die Aufgabe während der Mission.
Im Bereich einer Maschinensteuerung werden sich die Aufgaben weniger dynamisch ändern. Aber
auch hier kann es notwendig sein, das System neuen Aufgaben anzupassen. Soll beispielsweise ein
zusätzlicher oder neuer Sensor anderen Typs hinzugefügt werden, um den Ablaufprozess zu verbessern,
so muss dieser von einem Mikrocontroller bedient und die Daten ausgewertet werden.
1.1.5 Fernwartungssystem für Mikrocontroller
Es ist somit ein Mechanismus notwendig, um die Software von Mikrocontrollern nach der Inbetriebnahme
zu verändern. Einige Systeme haben einen Updatemechanismus, um neue Softwareversionen
einzuspielen und so Fehler in der Software beseitigen zu können. Dazu wird aber meistens ein lokaler
Zugriff auf das System vorausgesetzt. Die vorher genannten Beispiele zeigen jedoch, dass ein Updatemechanismus
aus der Entfernung von Vorteil ist. Eingebettete Systeme sind, wie der Name schon
andeutet, oft an schwer zugänglichen Orten im Einsatz; das macht es jedoch schwierig nachträgliche
Veränderungen vorzunehmen. Die Knoten eines Sensornetzwerks können über eine große Fläche
verteilt oder an unzugänglichen Orten [CES04] angebracht sein. Es ist somit nicht praktikabel, jeden
Knoten aufsuchen zu müssen, um neue Software einspielen zu können.
Im Beispiel der Marsrover wurde ein Fernupdatemechanismus eingesetzt. Die Marsrover sind jedoch
mit relativ vielen Ressourcen ausgestattet (25 MHz PowerPC mit 128 MByte RAM) und somit schon
im Leistungsbereich von modernen Taschencomputern anzusiedeln und nicht im Bereich kleinster
Mikrocontroller.
Das Ziel muss es daher sein, ein Werkzeug zur dynamischen Konfiguration und Wartung von
Mikrocontrollern zu erstellen, welches nur sehr geringe Anforderungen an einen Knoten stellt, um ihn
nicht zusätzlich zu belasten.
Bei der Konfiguration und Wartung aus der Entfernung sind verschiedene Knoten beteiligt, die
nach ihrer Rolle in zwei Gruppen eingeteilt werden: die Knoten, die verändert werden sollen und die
Knoten, welche die Veränderung beauftragen und steuern. Im Gegensatz zu dem ähnlich strukturierten
Fernupdatesystem DIADEM (siehe Abschnitt 2.3.4) werden im Rahmen dieser Arbeit die Knoten als
verwaltete Knoten (managed nodes) und Verwalter (managing nodes oder einfach manager) bezeichnet,
um die Aufgabenverteilung stärker hervorzuheben. Die angebotenen Updatemechanismen müssen
so ausgelegt sein, dass sie die Ressourcen des Verwalters nutzen, um die des verwalteten Knotens
zu schonen. Die Verwalter sollen somit möglichst viele Aufgaben übernehmen und den Prozess
weitestgehend für die verwalteten Knoten vorbereiten, sodass nur unbedingt notwendige Schritte durch
die verwalteten Knoten selbst durchgeführt werden müssen. Da in verteilten eingebetteten Systemen oft
schon Knoten verschiedener Leistungsklassen vorhanden sind, kann die Aufgabe des Verwalters von
einem leistungsstarken Steuerknoten oder bei Sensornetzwerken durch die Basisstation übernommen
werden.
1.1.6 Aktive Hilfestellung durch Verwalter
Durch die Kopplung von kleinen, verwalteten Knoten mit größeren Verwalterknoten entsteht eine
Struktur, die sich nicht nur für extern angestoßene Updates eignet. Wenn ein verwalteter Knoten davon
ausgehen kann, dass ihm ein Verwalter zur Seite steht, so können Updates oder Umkonfigurationen auch
dynamisch von einem kleinen Knoten angestoßen werden. Darüber hinaus können ressourcenintensive
Funktionen komplett von dem kleinen Knoten auf den Verwalter ausgelagert werden.
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