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Echtzeit-Linux - Grundlagen und praktische Anwendungen

Webinar - GFU Cyrus AG

Die Teilnehmer erlangen umfassende praktische Fähigkeiten im Einsatz von Echtzeit-Linux für embedded Anwendungen. Sie lernen verschiedene Echtzeit-Varianten zu installieren und zu konfigurieren, Latenzen zu messen und zu optimieren sowie Echtzeit-Anwendungen zu entwickeln. Nach dem Seminar können sie eigenständig Echtzeit-Linux-Systeme aufsetzen, performance-optimieren und in produktiven Umgebungen betreiben.
Termin Ort Preis*
23.11.2026- 25.11.2026 Köln 2.415,70 €
23.11.2026- 25.11.2026 online 2.415,70 €
22.02.2027- 24.02.2027 online 2.415,70 €
22.02.2027- 24.02.2027 Köln 2.415,70 €

Alle Termine anzeigen

*Alle Preise verstehen sich inkl. MwSt.

Detaillierte Informationen zum Seminar

Inhalte:
  • 1. Einführung in Echtzeit-Linux 
    • Grundkonzepte : Was ist Echtzeitfähigkeit? Harte vs. weiche Echtzeitanforderungen - illustriert an realen Industriebeispielen
    • Linux und Echtzeit : Vor- und Nachteile, typische Einsatzgebiete in der Industrie
    • Architekturüberblick : Unterschiede zwischen Standard-Linux und Echtzeit-Varianten

  • 2. Echtzeit-Linux-Varianten und Installation 
    • Vergleich verschiedener Lösungen : PREEMPT_RT im Fokus; Xenomai und RTAI im kurzen Überblick
    • Installation und Konfiguration : Schritt-für-Schritt-Anleitung für PREEMPT_RT
    • Systemvoraussetzungen : Hardware-Anforderungen und Kompatibilitätsprüfung

  • 3. Echtzeit-Fähigkeiten und Limitationen 
    • Latenzmessung : Tools und Methoden zur Performance-Analyse (cyclictest, latencytop)
    • Live-Vergleich : Latenzverhalten Standard-Kernel vs. PREEMPT_RT im direkten Kontrast
    • Typische Latenzwerte : Erwartbare Werte für verschiedene Hardware-Konfigurationen
    • Störquellen und Minimierung : Unterbrechungen, Treiber, Stromsparmechanismen (C-States, Frequency-Scaling)

  • 4. Kernel-Konfiguration und Optimierung 
    • Kernel-Kompilierung : Spezifische Echtzeit-Optionen und deren Auswirkungen
    • Boot-Parameter : Optimierte Einstellungen für geringe Latenzen
    • CPU-Isolierung und Affinität : Zuteilung von Prozessorkernen für Echtzeit-Aufgaben (isolcpus, IRQ-Affinität, taskset)
    • Fallstudie aus der Praxis : Interrupt-Pinning für Housekeeping-Tasks getrennt vom Real-Time-Core

  • 5. Scheduling und Prioritäten 
    • Echtzeit-Scheduler : SCHED_FIFO, SCHED_RR vs. Standard-Scheduler - eingeführt über den Vergleich mit RTOS-Task-Prioritäten (FreeRTOS)
    • Prioritätsvergabe : Best Practices für die Zuteilung und Verwaltung
    • Scheduling-Latenzen : Messung und Optimierung der Antwortzeiten

  • 6. Entwicklung von Echtzeit-Anwendungen 
    • Programmiermodelle : POSIX-Threads, Timer, Signale in Echtzeit-Umgebungen
    • Speichermanagement : Besonderheiten bei Speicherzuweisung in Echtzeit (Prinzip mlockall / Page-Fault-Vermeidung im Überblick)
    • Synchronisationsmechanismen : Mutexe, Semaphore und deren Echtzeit-Eigenschaften
    • Priority Inversion & Priority Inheritance : anhand eines realen Fallbeispiels aus der Raumfahrt

  • 7. Hardware-Zugriff und Treiber 
    • Interrupt-Handling : Behandlung von Hardware-Interrupts in Echtzeit
    • Peripherie-Anbindung : hardware-naher Zugriff über I²C, SPI und UART
    • Userspace-I/O (UIO) : direkter Hardware-Zugriff aus Userspace im Überblick
    • Echtzeit-Treiberentwicklung : Besonderheiten bei der Treiberprogrammierung

  • 8. Debugging und Performance-Analyse 
    • Echtzeit-Debugging : Tools und Techniken für Fehlersuche (ftrace, perf, GDB)
    • Visuelle Trace-Analyse : Thread-Analyse und Bottleneck-Identifikation mit Perfetto
    • System-Monitoring : Überwachung von Latenzen und Ressourcennutzung
    • Performance-Optimierung : Fehlerbilder erkennen und Methoden zur kontinuierlichen Verbesserung

  • 9. Durchgängiges Praxisprojekt: Echtzeit-Messsystem 
    • Stufe 1 - Aufbau : zyklisches Auslesen eines Sensors über I²C/SPI mit präzisen Zeitstempeln (RTC/Clock-Source)
    • Stufe 2 - Echtzeit-Umbau : Umstellung auf SCHED_FIFO, Prioritäten und CPU-Isolierung
    • Stufe 3 - Analyse : Latenzmessung und Optimierung des Systems
    • Bonus : Datenstrom nach InfluxDB mit Visualisierung im Grafana-Dashboard








Dauer/zeitlicher Ablauf:
3 Tage
Zielgruppe:
  • Embedded Linux-Entwickler
  • Systemarchitekten für Echtzeit-Systeme
  • IoT-Entwickler und Industrie 4.0-Spezialisten




Seminarkennung:
R102018
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