Name: Master-Teamprojekt
Art der Veranstaltung: Praktikum
Betreuer: Prof. Dr.-Ing. Rolf Ernst,
Johannes Schlatow,
Mischa Möstl
Semester: Sommersemester
Termin:
Semesterwochenstunden:
Prüfungsart: n.b.

Organisatorisches

Das Master-Teamprojekt richtet sich and Studierende in den Masterstudiengängen IST und ElSy. 

Projektbeschreibung

Im Rahmen des Projekts „Controlling Concurrent Change“ (CCC) wird derzeit am IDA eine Softwareplattform entwickelt, welche die Rekonfiguration von eingebetteten Systemen ermöglicht während gleichzeitig die hohen Anforderungen bezüglich des Echtzeitverhaltens, der Verfügbarkeit sowie der Daten- und Betriebssicherheit garantiert werden. Als Laufzeitumgebung wird hierzu das Genode OS Framework eingesetzt.  Zu Test- und Demonstrationszwecken werden im Rahmen des CCC-Projekts verschiedene Hardwareplattformen auf Basis des Xilinx Zynq-7000 SoC eingesetzt. Das Zynq-7000 SoC verbindet eine ARM Cortex A9 Dual-Core CPU (Processing System) mit einem FPGA (Programmable Logic). Letzterer erlaubt die prototypische Ergänzung des Processing Systems (PS) mit beliebigen Controllern oder Co-Prozessoren zur Ansteuerung der Peripherie bzw. Auslagerung spezieller Datenverarbeitungsaufgaben.

Aufgabenbeschreibung: Analyse und Optimierung von Netzwerkkomponenten in einem mikrokernbasierten Betriebssystem

Das Genode OS Framework ist ein mikrokernbasiertes Betriebssystem. Folglich sind Gerätetreiber ebenso wie Netzwerkstacks nicht Teil des Kernels, sondern auf Anwendungsebene implementiert. Dies hat einerseits den Vorteil, dass eine strenge Isolation gewährleistet ist und der Kernel nicht durch einen fehlerhaften oder kompromitierten Treiber beeinflusst werden kann.  Andererseits findet hierbei der Datenaustausch z.B. zwischen Treiber und Netzwerkstack über Inter-Prozess Kommunikation statt. Letzteres kann, insbesondere bei unbedachter Verwendung, schnell zu einem Flaschenhals werden. So sollte beispielsweise ein mehrmaliges Kopieren der Netzwerkpakete möglichst vermieden werden.

Die Bewertungskriterien einer existierenden Implementierung sind dabei vielschichtig und häufig gegensätzlich. So existiert typischerweise ein Kompromiss zwischen Latenz und Durchsatz von Netzwerkpaketen. Ebenso kann ein Netzwerkstack speziell für den Empfang oder das Absenden von Paketen optimiert sein.  

Im Rahmen dieses Teamprojekts sollen die existierenden Treiber- und Protokollkomponenten evaluiert, optimiert und ggf. erweitert werden.  Hierzu gliedert es sich in drei Hauptbestandteile:

  1. Das Benchmarking und die Evaluation der Netzwerkperformanz (Durchsatz und Latenz).
  2. Verbesserung der Treiberkomponente für den Zynq-7000.
  3. Aufbau und Evaluation von weiteren Netzwerk-Testszenarien.

Voraussetzungen

  • Programmierkenntnisse in C/C++
  • Grundkenntnisse der Objektorientierten Programmierung
  • Grundkenntnisse Ethernet und Netzwerkprotokolle (IP, UDP, TCP)
Instituts-Anschrift:
Hans-Sommer-Straße 66
38106 Braunschweig
Fon: (0531) 391-3734
Fax: (0531) 391-4587

Sprechzeiten:
Mo: 
10:15-11:30
und 14:00-15:00
Di: 
10:15-11:30
und 14:00-15:00
Mi: 
14:00-15:00
Do: 
10:15-11:30
und 14:00-15:00
Fr: 
10:15-11:30
und 14:00-15:00
sekretariat(at)ida.ing.tu-bs.de

Anschrift AG Prof. Jukan:

Hans-Sommer-Straße 66
38106 Braunschweig

Fon: (0531) 391-5286
Fax: (0531) 391-5296