Ende zu Ende Latenz messen

Es wurde eine Testumgebung (siehe Abb. 8) geschaffen, in der die Latenz bei der Übertragung von Prozessabbildern gemessen werden kann.

Die entwickelten Applikationen ermöglichen es, mit einem Oszilloskop die Latenzzeit zu bestimmen. Hierzu wurde eine Rechteckspannung an einem digita"len Eingang des embedded Systems, im Folgenden CPX (siehe Anhang A.2) genannt, angelegt. Jede Änderung an einem digitalen Eingangsport wird über das verteilte System auf den digitalen Ausgang einer anderen CPX übertragen.

Ein Speicheroszilloskop zeichnet die generierte Rechteckspannung und das über das verteilte System übertragene Signal in einer CSV Datei auf.

./cap/ausschnitt.csv

Im oben abgedruckten Ausschnitt aus einer aufgezeichneten CSV-Datei ist die Verzögerung des übertragenen Signals (3. Wert jeder Zeile) gegenüber dem Signal des Frequenzgenerators (2. Wert) am Polaritätswechsel zu erkennen. Der 1. Wert ist ein Zeitstempel. Zum Zeitpunkt in Zeile 4 wechselt das vom Frequenzgenerator generierte Signal (2. Wert) die Polarität. In Zeile 19 zum Zeitpunkt wechselt das übertragene Signal (3. Wert) die Polarität. Daraus kann die Latenz der Übertragung berechnet werden:

Da eine einzige Latenzzeit nichts über die Qualität des Echtzeitsystems aussagt, wurde ein Programm erstellt, welches die komplette CSV-Datei auswertet. Es werden alle Latenzen (ansteigende und abfallende Flanke) berechnet. Ein Histogramm über die Latenzzeiten wird grafisch mit gnuplot [Will07] ausgegeben. Der Mittelwert, sowie Modalwert mit Spannweite in best und worst case Richtung werden bestimmt. Das Programm ist in der Lage ein weiteres Signal zu analysieren. Grafisch werden dessen Latenzschwankungen mit einer anderen Farbe im selben Diagramm dargestellt. Siehe auch Anhang B.1.

Eine Programmierumgebung ist über niedrig priorisierte Ethernetports mit den beiden CPXen verbunden. Sie dient zum Compilieren und Übertragen der Quellen, sowie zum Erzeugen von Netzlast (siehe Kapitel 3.2).

Figure 8: Versuchsaufbau für Latenzmessungen

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