Studie integrace časově citlivých sítí v RTOS PikeOS

Abstract

Cílem diplomové práce je studie integrace časově citlivých sítí do operačního systému reálného času PikeOS. V analytické části práce jsou představeny operační systémy reálného času a systém PikeOS. Dále představuje základní koncepty časově citlivých sítí s důrazem na synchronizaci času pomocí protokolu Precision Time Protocol. Implementační kapitoly vysvětlují, jak jsou strukturovány ovladače systému PikeOS, se zaměřením na Ethernetové ovladače. Jejich hlavním výstupem je ovladač pro Ethernetový řadič ENET_QOS. Kromě základních funkcí přenosu rámců patří mezi vlastnosti ovladače pokročilé filtrování rámců se značkami IEEE 802.1Q, které představilo návrh nového standardního rozhraní, zpracování vícesměrového vysílání a integrace protokolu Precision Time Protocol. Testování ovladače ověřilo jeho správnost a naměřilo chybu integrované časové synchronizace v očekávaném rozsahu desítek mikrosekund.The objective of the master's thesis is a study on the integration of time-sensitive networking into the PikeOS real-time operating system. The analytical part of the thesis introduces real-time operating systems and the PikeOS. It then presents core concepts of time-sensitive networks, emphasizing time synchronization using the Precision Time Protocol. The implementation chapters explain how PikeOS drivers are structured, focusing on Ethernet drivers. Their core outcome is a driver for the ENET_QOS Ethernet controller. In addition to the essential frame transfer functionalities, the driver's features include advanced filtering of IEEE 802.1Q tagged frames, which presented a new standard API proposal, multicast handling and the Precision Time Protocol integration. Testing the driver verified its correctness and measured the error of the integrated time synchronization in the expected range of tens of microseconds.