ART-Linuxについて

ART-Linuxについて

ART-LinuxはRT-Linuxのように実時間でのプロセス実行を目指したOSで，
産総研さんが開発し，現在はSourceForgeにArt-Linuxの項目があるようです．（Art-Linux）

個人的にはすごくお勧めなのですが，理由は以下です．

• 100μ秒程度の実時間実行が簡単に実現可能
• ユーザ空間でリアルタイムが実現できるのでRT-linuxのようにカーネルプロセスと分けて開発する必要がない
• 上記のことから，普通のマルチスレッドで組みさえすればよく，面倒なプロセス間通信が必要がない
• タイマーボード等を用意する必要がない
• OS等ソフトウェアはタダのものを使える！(←重要！)

利点１に関しては，制御をする際には非常に重要です．
リアルタイム性は高速に周期実行ができるとか，そういうことではありません．
たとえ1sec周期であっても，windowsではリアルタイム実行が困難です．
それは，windowsだと次回の実行時間が1.000sec後かもしれないし，1.005sec後かもしれないからです．
これはいわゆるリアルタイム性が通常保証されないためです．
その当たりを保証するには，タイマーボード等を用いるか，高度なプログラミングが必要になります．

利点５は重要ですね．OSがオープンソースであり，ARTパッチも無料で使用可能です．
(ただし，ライセンスの詳細は確認してください)
お金のない研究室で，リアルタイム制御が必要ならば，
手持ちのPC＋インターフェース社等のAD/DA/DIOを使うことで
10万円前後での実時間制御システムの構築も可能でしょう．

逆に，欠点は以下です．

• Linuxベースのため，Windowsユーザーには壁が高く感じられる（^^;
• RT-linuxのような，二桁μ秒の割り込みは無理(経験的にはARTは100μ秒程度まで…)
• 意外とハードウェア(PC)を選ぶ

上記の欠点があったとしても，制御を考える際には非常に有力な選択肢になりうると思います．
個人的には組み込みでもなければ，RT-Linuxはちょっと…という感じです．

欠点１は，カーネル2.6対応ARTの登場でかなり状況が変わってきました．
WindowsユーザにやさしいUbuntuが使えるようになったからです．
PCに弱い私からすれば，VisualStudioが使えないのは結構なネックですが…
どうしても必要ならeclipseでなんとかなるでしょう．

欠点２は，モータの時定数やロボット制御に必要な計算量を考えれば，
だいたい1msec～サブミリ秒で制御ができれば，十分であろうと思いますし，
これ以上短周期ならDSPも視野に入ってくるレベルだと思いますので，それほど欠点ではないかなと思います．
筆者は200μ秒周期で動作させていた経験があります．
Windowsでは10msec程度がせいぜいなので，これに比べれば随分いいでしょう．

欠点３は，もはや情報を集めるしかありませんｗ
詳細はインストールの項目に書きます．

以下の項目に当たればART-Linuxがお勧めです．

• 目標とする制御周期が200μ秒～10msec程度である
• 制御に使うデバイスで，linux用のドライバがちゃんと提供されている(←非常に重要！)
• RT-linux用のドライバが無い(←これ多いパターン)
• DSPが使えない（買えるほどお金がない，ドライバがない，計算が複雑）
• 小型PCやノートPCを使うため，タイマーボードが着けられない
• RT-linuxが使えるほどlinuxに詳しくないor面倒くさい
• カーネル領域で完ぺきに動くモジュールプログラミングができるほどプログラミングスキルがない
• フリーズが怖いのでカーネル領域で自作プログラムを動かしたくない
• リアルタイムモジュールとユーザモジュール，二つもメンテナンスしたくない
• 最近のDebianとかUbuntuくらいGUIが動くならなんとか使えそうｗ
• RealTimeWindowsなんか高くて買えるか！(プチリアルタイムができたWindows CEは無くなったしｗ)

制御をおこなう場合，一番重要なことは，デバイスドライバの問題です．
いまだにwindows用ドライバしか提供されていない「残念な」デバイスが売られています．
（こういうのは淘汰されてほしいですねｗ）

兎に角，ART-linuxは一度環境さえ構築できてしまえば，実時間制御に非常に有用です．
それでは実際に構築方法をメモっていきますｗ

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