TQ-Embedded-News
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Die Zahl kommerzieller Drohnen steigt in den letzten Jahren rasant. Vom einstigen Hobbybereich einiger Tüftler ergeben viele Anwendungen mit fortschreitender Technik immer mehr Sinn im professionellen Bereich. Darunter fallen unter anderem Drohnen mit Infrarotsensor, die bei der Vermisstensuche helfen können, sowie solche mit LiDAR zur geologischen Vermessung von Arealen oder – weit verbreitet – Drohnen mit optischem Sensor bzw. Kamera für die Erfassung von Objekten aus der Luft.
Mit der Kombination aus PikeOS, PikeOS for MPU und einem System-on-a-Chip-Modul (SoC) aus der i.MX8-Serie von TQ Systems wie beispielsweise dem TQMa8Xx4, lassen sich eingebettete Systeme für Drohnen auf bequeme Weise realisieren. Das TQMa8Xx4 bietet eine herausragende Skalierbarkeit der Rechenleistung mit genügend Reserven für alle Eventualitäten, 4-K-Grafik-Unterstützung, höchster Energieeffizienz dank Cortex-A-35 sowie einen großen Speicher, der Platz für die Prozession großer Datenmengen bietet.
Das Echtzeitbetriebssystem und Hypervisor PikeOS bietet hier die Grundlage Anwendungen im eingebetteten System funktional sicher in Raum und Zeit zu trennen. So kann beispielsweise gemischt-kritikal die Flugsteuerung parallel zur Videoaufnahme der Drohne laufen, ohne dass die eine Anwendung, die andere beeinträchtigt. Die funktionale Sicherheit ist garantiert durch die Vorzertifizierung von PikeOS gegen den Avionics-Safety-Standard DO-178C auf dem höchsten Level DAL A. Ein it-sicheres Gateway kann auf einer weiteren PikeOS-Partition auf einem Kern laufen. Durch seine Vorzertifizierung gegen den Security-Standard Common Criteria auf Stufe EAL 5+ bietet der PikeOS Separation Kernel (ver. 5.1.3.) darüber hinaus Cybersicherheit im Höchstmaß.
Auf Kundenwunsch nach entsprechender Anpassung mittels Board Support Package, kann auf dem dem Microcontroller (Arm Cortex-M4), der sich auf dem heterogen angelegten TQMa8Xx4 befindet, darüber hinaus PikeOS for MPU als sicher getrennte Partition laufen. PikeOS for MPU übernimmt wichtige Aufgaben, bei denen man u.a. aus Gründen der übergeordneten Sicherheit oder Überschaubarkeit einen Microcontroller gegenüber einer CPU bevorzugt. Dies kann beispielsweise die deterministische Prozessierung von großen Datenmengen sein, wie sie bei Videoaufnahmen anfallen.
Mit der integrierten Entwicklungsumgebung CODEO können solche eingebetteten Systeme, die höchste Ansprüche an Sicherheit, Determinismus bzw. Echtzeit und Konsolidierung stellen, innerhalb eines Tools erstellt werden. PikeOS und PikeOS for MPU benötigen keine große Toolchain, sondern finden auf der Eclipse-basierten IDE CODEO ein gemeinsames Dach.
Eine mögliche systematische Beispielarchitektur könnte folgende Applikationen umfassen: