Fachbereich Informatik  Abteilung
Betriebssysteme und Verteilte Systeme 		Universität Oldenburg   

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Author: Jens Käseberg
Title: Implementation und Leistungsmessung des "Mixed Traffic Schedulers" auf einem CAN-Bus
Kind of Publication: Diplomarbeit
Supervisor: Prof. Stiege, Olaf Maibaum
Date: April 1998
Institution: Universität Hildesheim, Institut für Betriebssysteme und Rechnerverbund
Pages, Language 232, German
Keywords: Field Bus, Real Time Communication
CR Classification: C.2.2 [Network Protocolls]; C.2.5 [Local Networks]: Buses; C.3 [Special-Purpose and Application-Based Systems]: Real Time Systems
General Terms (ACM): Performance
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Abstract

The Controller Area Network (CAN) is a serial bussystem originally developed for the automotive industry, which has a specified maximum access time to the bus and is therefore applicable to be used in real time systems. Meanwhile the CAN is also used in various other application areas like computer integrated manufacturing and medical devices. In these application areas periodical as well as aperiodical messages with hard and soft deadlines or without deadlines have to be transferred. The exclusive use of one of the "classical" real-time scheduling strategies like Earliest Deadline First Scheduling or Deadline Monotonic Scheduling seems to be impracticable in order to archieve a high utilization also with respect to the available CAN-frame formats. In this context Zuberi and Shin introduce a scheduling strategy (in "Non-Preemptive Scheduling of Messages on Controller Area Network for Real-Time Control Applications" (1995)), which is a combination of Earliest Deadline First Scheduling and Deadline Monotonic Scheduling called "Mixed Traffic Scheduler". Zuberi and Shin predict the performance of the Mixed Traffic Scheduler based on a theoretical simulation. This work analyzes the predictions made with an implementation and performance study on a Siemens C167CR-LM microcontroller.

Kurzfassung

Das Controller Area Network (CAN) ist ein ursprünglich für die Verwendung im Automobilbau entwickeltes serielles Bussystem, das wegen der in seiner Spezifikation festgelegten garantierten maximalen Buszugriffszeit grundsätzlich auch für die Benutzung in Echtzeitsystemen geeignet ist und mittlerweile auch in der computerintegrierten Fertigung, in der Medizintechnik und in vielen weiteren Anwendungsgebieten verwendet wird. Da für diese Anwendungsgebiete sowohl periodische und aperiodische Meldungen mit harten Zeitschranken übertragen werden müssen, erscheint die ausschließliche Verwendung einer einzigen der "klassischen" Echtzeit-Scheduling-Strategien wie Earliest Deadline First Scheduling oder Deadline Monotonic Scheduling unte Berücksichtigung der Rahmenformate des CAN auch im Hinblick auf die erreichbare Auslastung nicht besonders geeignet. Zuberi und Shin beschreiben deshalb in ihrer Arbeit "Non-Preemptive Scheduling of Messages on Controller Area Network for Real-Time Control Applications" (1995) eine "Mixed Traffic Scheduler" genannte Schedulingstrategie, die eine Mischform zwischen Earliest Deadline First und Deadline Monotonic Scheduling darstellt. Zuberi und Shin prognostizieren die Leistungsfähigkeit des Mixed Traffic Schedulers auf der Basis einer anwendungsnahen theoretischen Simulation. Die vorliegende Arbeit untersucht die Zuberi und Shin getroffenen Vorhersagen mit einer Implementierung und Leistungsbewertung des Mixed Traffic Schedulers auf einem Mikrocontroller des Typs Siemens C167CR-LM.
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Remarks

Thesis and implementation on CD.
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Last change: Mar 3 1999 Maibaum