SPS auf PC-Plattformen

Eine Software-SPS ist eine typische Anwendung mit sehr hohen Anforderungen an die Laufzeitumgebung. Um solche Anwendungen auf einem PC mit den notwendigen Echtzeitanforderungen umsetzen zu können, gibt es verschiedene technische Ansätze:

• Spezielles Echtzeit-Betriebssystem,

• Echtzeiterweiterung für ein Standard-Betriebssystem (Windows, Linux) sowie

• Hypervisor mit unabhängigen Gastsystemen.

Bei dem Ansatz mit speziellen Echtzeit-Betriebssystemen handelt es sich häufig um geschlossene Systeme. Teilweise ist das Betriebssystem für die konkrete Hardware angepasst, um diese optimal ausnutzen zu können. Nachteil ist, dass so ein System gar nicht oder nur mit speziellen Entwicklungswerkzeugen um eigene Komponenten erweitert werden kann.

Alternativ kann der Anwender ein Standard-Betriebssystem mit einer Echtzeiterweiterung ergänzen, zum Beispiel Intervalzero RTX für Windows oder RT-Preemt-Patch für Linux. Bei dieser Lösung lassen sich eigene Anwendungen flexibel ergänzen, entweder als Nicht-Echtzeit- oder sogar Echtzeit-Funktion. Allerdings gibt es eine relativ große Abhängigkeit der Software-SPS vom genutzten Betriebssystem (Filesystem, Anlauf etc.).

Bei dem Ansatz mit einem Hypervisor laufen sowohl die SPS als auch das offene Betriebssystem auf getrennten Gastsystemen, nahezu unabhängig voneinander. Wird ein Bare-Metal-Hypervisor verwendet, lassen sich beide Systeme sogar echtzeitfähig betreiben, zum Beispiel Failsafe-SPS mit Profinet IRT mit 500 μs Bustakt.