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C. Eder:
"Designing a High-Performant Real-Time Architecture Based on COTS-Components";
Supervisor: H. Kopetz; Institut für Technische Informatik, 2002.

The operation of distributed real-time systems traditionally requires the use of custom-made components like microchips or high-precise oscillators. Most of the costs of such a system comprise design and production of these components. Therefore more and more considerations are made about the use of commercially available (and therefore cheaper)hardware. Because of the rapid development of technology, today's commercial components offer a quality that was unthinkable a few years ago. Therefore it seems sensible to think about the suitability of such components for distributed real-time systems (which traditionally have strict requirements to the hardware). This thesis has evolved as part of a European Union project that is about the evaluation of this suitability and possible limitations and problems. The goal was to build a TTA (Time-Triggered Architecture - a fault-tolerant distributed real-time architecture) system based on high-end COTS hardware. Another goal is to test the suitability of the TTA in the gigabit range, therefore the use of a high-performant network technology in the system is a key issue. This thesis describes the first phase of the project, where available technologies were examined with respect to the requirements of the project. The final hardware design is a part of this document as well as the choice of suitable software components (operating systems, hardware drivers, ...) Based on this decision, the last part of this document presents concepts for the upcoming implementation. The idea is to implement most of the TTA's concepts as optimal as possible on the available hardware. Most of the presented concepts are also valid for possible follow-up projects using other hardware, and can be used as guideline.

Der Betrieb verteilter Echtzeitsysteme erfordert in der Regel den
Einsatz von speziell angefertigten Komponenten, wie Mikrochips und
hochpräziser Oszillatoren. Entwurf und Fertigung dieser Bauteile stellen
einen nicht zu unterschätzenden Kostenfaktor dar, weswegen immer öfter
überlegt wird kommerziell verfügbare (und damit billigere) Hardware
einzusetzen. Durch die rasante Technologieentwicklung der letzten
Jahre bieten heutige kommerzielle Komponenten eine Qualität die vor
wenigen Jahren noch undenkbar schien. Es ist daher nur legitim nach
der Tauglichkeit solcher Komponenten für verteilte Echtzeitsysteme
(die traditionell hohe Ansprüche an die Hardware stellen) zu fragen.

Diese Diplomarbeit entstand als Teil eines EU Projektes mit dem Ziel
genau diese Einsetzbarkeit zu erforschen und eventuelle Schwachstellen
und Probleme herauszufinden. Das Ziel war der Aufbau eines TTA (Time-Triggered
Architecture - eine fehlertolerante verteilte Echtzeitarchitektur)
Systems auf Basis hochmoderner COTS (commercial-off-the-shelf, kommerziell
verfügbare Massenkomponenten) Hardware. Ein weiteres Ziel war es,
die Tauglichkeit der TTA im Gigabit Bereich zu testen, weswegen auf
eine hochleistungsfähige Netzwerktechnologie innerhalb des Systems
Wert gelegt wurde.

Diese Diplomarbeit beschreibt die erste Projektphase in der verfügbare
Technologien im Hinblick auf die Anforderungen des Projektes untersucht
wurden. Das endgültige Hardwaredesign des Systems ist ebenso Bestandteil
dieser Arbeit, wie die Auswahl geeigneter Softwarekomponenten (Betriebssystem,
Hardwaretreiber,...).

Auf Basis dieser Designentscheidungen werden im letzten Teil Konzepte
für die anstehende Implementierung präsentiert, mit dem Ziel die Ideen
der TTA möglichst optimal auf der zur Verfügung stehenden Hardware
umzusetzen. Die meisten der in diesem Teil präsentierten Konzepte
sind auch für zukünftige Projekte mit anderer Hardware gültig und
können als Richtlinie herangezogen werden.

http://www.vmars.tuwien.ac.at/php/pserver/extern/docdetail.php?DID=1029&viewmode=thesis