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Diploma and Master Theses (authored and supervised):

M. Borovicka:
"Design of a Gateway for the Interconnection of Real-Time Communication Hierarchies";
Supervisor: H. Kopetz, R. Obermaisser, W. Elmenreich; Institut für Technische Informatik, 2003.



English abstract:
There are several reasons for structuring a system hierarchically. One motivation is the reduction of complexity by dividing a large application into manageable subsystems. Another reason is the implementation of fault-tolerance. Further reasons are the integration of existing applications or the scalability of networks. In order to integrate several subsystems into an overall application, an appropriate interconnection of different networks is necessary.
A gateway connects two or more different network types so that information from one network is available to the other. Gateways in embedded fieldbus systems often have to fulfill requirements concerning real-time, dependability and cost constraints. In order to meet these requirements and to get best results for flexibility, the implementation was done under consideration of hard- and software co-design.
This thesis focuses on the gateway design for the Time-Triggered Architecture (TTA), which is an architecture for safety-critical real-time systems (e.g. in automotive and aerospace applications). In this architecture, two different protocols are specified: TTP/C for safety-critical applications requiring a high level of fault tolerance, and TTP/A for fieldbus applications, with an alignment to low cost.
We have designed and implemented a gateway that can be used to interconnect TTP/A, TTP/C, and CAN-networks. The approach supports other fieldbus types as well, which just requires a reprogramming of the on-board microcontroller for the specific protocol.
The gateway comes in the size of a small PCMCIA card needing only limited space and offers the possibility of fieldbus monitoring with a standard laptop computer. The use of Field-Programable Gate Arrays (FPGAs) extends the flexibility by supporting the integration of additional services and functions.

German abstract:
Für die hierarchische Strukturierung eines Systems gibt es mehrere Gründe. Einer davon ist die Gliederung des Gesamtsystems in überschaubare Teilsysteme zur Reduktion der Komplexität. Ein weiterer ist die Möglichkeit der Realisierung von Fehlertoleranz. Weitere Gründe finden sich in der Integration von bereits existierenden Anwendungen bzw. in der Skalierbarkeit der Netzwerke. Um mehrere Subsysteme integrieren zu können, muss für eine entsprechende Verbindung der unterschiedlichen Netzwerke gesorgt werden.
Ein Gateway verbindet zwei oder mehrere verschiedene Netzwerke in der Absicht, Informationen des einen Netzwerks im anderen verfügbar zu machen. In Feldbussystemen haben Gateways oft noch Anforderungen wie Echtzeitverhalten, Verlässlichkeit der Kommunikation zu berücksichtigen sowie die Kosten gering zu halten.
Im Zuge dieser Arbeit wurde ein Gateway im Rahmen der Time-Triggered Architecture (TTA) konzipiert, welche speziell für sicherheitskritische Echtzeitsysteme (z.B. im Automobil- und Flugzeugbereich) entwickelt wurde. In der TTA sind zwei verschiedene Protokolle definiert: TTP/C für sicherheitskritische Anwendungen, und TTP/A für Feldbussysteme, mit einer Ausrichtung auf preiswerte Anwendungen. Dieser Gateway ermöglicht es TTP/A, TTP/C und CAN-Netzwerke zu verbinden. Es werden auch andere Feldbussysteme unterst ützt, wobei lediglich der Programmcode am Microcontroller des Gateways an das entsprechende Protokoll angepasst werden muss.
Der Gateway wurde als PCMCIA Karte realisiert und ermöglicht dadurch den Einsatz in einem Standard-Notebook. Unter Verwendung von Field- Programable Gate Arrays (FPGAs) wurde die Flexibilität des Gateways zusätzlich erhöht, da somit Dienste und Zusatzfunktionen nachträglich implementiert werden können.

Created from the Publication Database of the Vienna University of Technology.