Gerçek zamanlı görev zamanlayıcı metotlarının uzay araçları simülasyonları üzerinde karşılaştırılması

Abstract

Günümüzde gerçek zamanlı gömülü sistem uygulamaları önemli rol oynamaktadır. Uydular ise uzay çevresel şartlarına dayanıklı gerçek zamanlı gömülü uygulamalardır. Ticari veya askeri bir uydu projesi yaklaşık üç yüz milyon dolar seviyesinde maliyetleri vardır bu sebepten birçok uydu üreticisi fırlatmadan önce uydularını doğrulama ihtiyacı duyarlar ve uydu simülatörleri en çok tercih edilen doğrulama altyapıları olarak öne çıkarmıştır. Özellikle Uydu merkezi bilgisayarında koşan uydu uçuş yazılımlarını doğrulamak önem kazanmıştır. Bu tezde gerçek zamanlı görev zamanlayıcılarına odaklanılmıştır. Altyapımıza uygun tek işlemcide koşan sabit öncelikli görev zamanlayıcılardan Round Robin (RR), Rate Monotonic (RM) ve Event Driven (ED) seçilmiştir. Çalışmamızda bu görev zamanlayıcılar işlemci kullanım performanslarına göre karşılaştırılmıştır. Görev zamanlayıcıları RTEMS işletim sisteminde 10 Hz ile çalışan bir kapalı döngü simülasyon altyapısında koşturulmuştur. Görev zamanlayıcıların performans karşılaştırılması için iki adet görev belirlenmiştir bunlar Yönelim Belirleme ve Kontrol Sistemi kontrolcüsü ile MIL-STD 1553 veri yolu kontrolcüsü görevleridir. Yapılan testlerde üç görev zamanlayıcısı ile bu iki görev koşturulmuş ve elde edilen sonuçlar birbirine yakın değerler çıkmıştır. Değerlendirme sonucu RR ve ED görev zamanlayıcıları seçilmiştir. RR uygulama kolaylığı ve ED’nin tasarımcıya tam kontrol sağlaması bu görev zamanlayıcılarını seçmemize büyük etkendir. Embedded real-time applications play an important role today. Satellites are also robust embedded real-time applications. A commercial or military satellite project can cost well over three-hundred million dollars. Since many satellite manufacturers need to validate their satellites before launching, satellite simulators play the most valuable role in validation infrastructures. Specifically, satellite flight software validation has become more important. In this work, we focused on the round robin (RR), rate monotonic (RM), and event driven (ED) real-time scheduling task methods with respect to their CPU usage performance for satellite simulator infrastructures. The tasks are evaluated and tested under the real-time executive for multiprocessor systems (RTEMS). Those scheduling tasks are used in polling mode in the simulation setup. In this study, we compared three task scheduler methods for orbit altitude control system tasks and MIL-STD 1553 bus data distribution controller tasks in a spacecraft simulator environment. The results were close and the values were not segregated, thus, RR and ED can be chosen, as RR was easy to implement and ED allowed for full control of the tasks.