Windows echtzeitfähig mit Delphi

[luisk]

Zitat von himitsu:

Was heißt denn "Echtzeit", bzw. was willst du erreichen?

Ich hab in Delphi eine objektorientierte Software-SPS entwickelt mit einer vollintegrierten 3D-Visualisierung in OpenGL.

Schwachpunkte:
1. OpenGL bietet keine gescheiten Schriften, da muss man GDI-Bitmaps alias Texturen reinpfuschen.
2. dieses Betriebssystem von MS hat keine Echtzeitfähigkeit.

Meine in Delphi realisierten SPS-Binärbefehle inclusive SFC( s.Siemens) benötigen
ca. 50ns (aufm Laptop 2,5 Ghz.)

Wenn ich über einen Timer oder einen Tread triggere komme ich von System her nur auf Zykluszeit von 15 ms. also 300000 mal so langsam.

[himitsu]

Du wirst immer Pausen bekommen, selbst wenn man die Thread- und Process-Priority extrem hochschraubt und "versucht" überall die Prozesse an bestimmte Kerne zu binden. (sowas machen diese Echzeitspezialisten raktisch und der Aufwand dafür ist nicht grade sehr gering, wenn das durchgängig und vorallem zuverlässig funktionieren soll)

Es gibt ja immer mehr Prozesse als CPU-Kerne, womit Windows deinen Prozess vermutlich immer mal wieder aus der CPU rauswirft, um andere Threads bearbeiten zu können. Damit wird dein Thread also immer mal wieder kurz schlafengelegt. (Windows schaltet das durchschnittlich so etwa alle 15-50 Millisekunden um)

Und Timer kannst'e eh vergessen denn der liebt numal aktuell bei einer Auflösung von etwa 15-16 Millisekunden -> siehe die vielen Threads zu GetTickCount und sessen Auflösung.
Abgesehn von gewissen Multimediatimern, welche oft auch über Threads getriggert werden.

[BUG]

Im Nanosekunden-Bereich werden selbst solche Sachen wie Cache-Misses interessant. Da wird es schon extrem eng.
Neben dem Scheduling können dir auch Interrupts den Spaß verderben, TLB-Misses, Paging ... im Prinzip alles was nicht dein Code ist.

Andererseits ... wenn du Aussetzer/Jitter verträgst und nicht gerade ein Atomkraftwerk an deiner Steuerung hängt: Ich würde es ausprobieren ... vielleicht genügt es dir ja.
"Echtzeit"-Priorität, alles andere auf einen anderen physischen Kern. In diesem "Echtzeit"-Thread läuft dann nur das absolut nötige und wenn du warten musst, dann wartest du halt aktiv.

[Namenloser]

Generell ist das mit „Echtzeit“ so eine Sache. Es hängt ja nicht nur am Scheduling, sondern auch so Dinge wie Speicherverwaltung, evtl. Swapping, und propabilistische Algorithmen (z.B. Quicksort) muss man berücksichtigen. Die ganze Laufzeitbibliothek muss echtzeitfähig sein. Die Delphi-RTL ist auf sowas aber nicht ausgelegt, und auch OpenGL dürfte damit kaum vereinbar sein.

Ich habe keine Erfahrung mit Echtzeitsystemen, aber ich denke, die einzige sichere Lösung wäre, den Echtzeit-Teil von der Oberfläche komplett physisch zu trennen. Also einen dedizierten Rechner/Platine (?), der sich nur um die Ansteuerung der Maschine kümmert und mit einem abgespeckten Echtzeit-Kernel (oder gleich ohne Betriebssystem) läuft, und einen getrennten Rechner mit Windows, auf dem die Benutzeroberfläche läuft. Die beiden Rechner kommunizieren dann über eine serielle Schnittstelle o.ä..

[Harry Stahl]

Zitat von luisk:

Wenn ich über einen Timer oder einen Tread triggere komme ich von System her nur auf Zykluszeit von 15 ms. also 300000 mal so langsam.

Hast Du dazu einen Multimedia-Timer verwendet? Damit kann man zumindest in einem Intervall von 1 MS triggern.

Zur Messung kann man einen Highperformancecounter (QueryPerformanceCounter) verwenden, der auch im Nanobereich messen kann (einige hundert Nanosekunden).

[luisk]

Zitat von Harry Stahl:

Hast Du dazu einen Multimedia-Timer verwendet? Damit kann man zumindest in einem Intervall von 1 MS triggern.

Danke für Tipp
werde ich mal testen:http://www.delphipraxis.net/172777-m...dia-timer.html

Da steht, dass timeSetEvent durch CreateTimerQueueTimer function ersetzt wurde:
http://msdn.microsoft.com/en-us/libr...=vs.85%29.aspx

http://msdn.microsoft.com/en-us/libr...(v=vs.85).aspx

timesetevent funktioniert unter Delphi 6.
Auf CreateTimerQueueTimer kann ich mit Delphi 6 nicht zugreifen. Gibt es dazu eine Unit ?

[hanspeter]

Ich habe so was mal für Prüfstände gemacht.
Da wird für einige Sensoren eine Abtastrate von 1 ms benötigt.
Gesteuert habe ich das ganze über einen hoch priorisierten Thread, der den Zeittakt erzeugt.
Das Programm ist allerdings das einzige Programm, welches auf dem Rechner läuft.
Für industrielle Aufgaben bietet sich noch eine Soft-SPS an.
Die läuft in einer Schicht unter Windows und bietet einen reproduzierbaren Zeittakt ab 100 ns an.
Auf dieser Basis habe ich auch eine größere Anlagensteuerung am Laufen.
Zwischen Prozess-Sensorik und PC eine kleine SPS, da gibt es auch einige preiswerte und fertig konfektionierte Lösungen.

Peter

[Sherlock]

Windows ist prinzipbedingt nicht echtzeitfähig. Alles was man drumherum dranflanscht macht es nur vordergründig besser, in wirklichkeit aber schlechter. Wenn Du sowas wirklich brauchst, dann benutz doch ein echtes RTOS, so wie LynxOS oder RT Linux. Freilich wirst Du mit Delphi da nicht weit kommen, aber eventuell gibts ja nen FPC dafür.

Sherlock

[hanspeter]

Zitat von Sherlock:

Windows ist prinzipbedingt nicht echtzeitfähig. Alles was man drumherum dranflanscht macht es nur vordergründig besser, in wirklichkeit aber schlechter. Wenn Du sowas wirklich brauchst, dann benutz doch ein echtes RTOS, so wie LynxOS oder RT Linux. Freilich wirst Du mit Delphi da nicht weit kommen, aber eventuell gibts ja nen FPC dafür.

Sherlock

Du hast schon mal mit einer industriellen Soft-SPS (z.B.) Beckhoff unter Windows gearbeitet?
Windows selbst ist vom Prinzip nicht oder nur eingeschränkt echtzeitfähig. Ist in dieser Richtung aber erweiterbar.
Dazu bieten einige Firmen industriuetaugliche Lösungen an (z.B. Beckhoff oder Kithara).
Ich habe mehrere Industrieanlagen auf Basis dieser Technologie realisiert.
Die laufen seit Jahren stabil(24/365). Im Sensorbereich wird teilweise eine Taktrate von 500 ns realisiert.
Die SPS ist in strukturierten Text (Pascal ähnlich) realisiert. Die Bedienoberfläche in Delphi.

[luisk]

Hier steht, dass timeSetEvent durch CreateTimerQueueTimer function ersetzt wurde:
http://msdn.microsoft.com/en-us/libr...=vs.85%29.aspx

http://msdn.microsoft.com/en-us/libr...(v=vs.85).aspx

timesetevent funktioniert unter Delphi 6.
Auf CreateTimerQueueTimer kann ich mit Delphi 6 nicht zugreifen.
Gibt es dazu eine Unit für Delphi 6?