Trotz des modularen Aufbaus aus dem Netus G20 CPU-Modul und einer Basisplatine mit Schnittstellen kann man das FOX Board G20 als Single Board Computer (SBC) auffassen. Single Board Computer sind Computersysteme, bei welchen alle notwendigen elektronischen Komponenten auf einer Leiterplatte zusammengefasst sind. Sie werden zumeist für Mess-, Steuer- oder Regelungszwecke genutzt. Der Sandwich-Aufbau des FOX Board ermöglicht den Neuentwurf der Basisplatine für spezifische Anwendungen und bietet damit eine erhöhte Flexibilität.

Das Netus G20 CPU-Modul beinhaltet eine ARM9-basierte CPU, genauer den Mikrocontroller AT91SAM9G20 von Atmel mit einer Taktfrequenz von 400Mhz. Mit 64 MByte RAM und 8 MByte Flashspeicher ist das CPU-Modul gut ausgestattet. Bei Abmessungen von 40×40mm für das CPU-Modul und 66×72 mm für die Trägerplatine ist das Board sehr kompakt. Die Möglichkeit microSD-Karten direkt einzustecken erlaubt die flexible Verwendung in vielen Anwendungen. Für die Nutzung in Robotik-Projekten spricht die Tatsache, dass auf der Trägerplatine viele Signale über nachbestückbare Stiftleisten direkt zugänglich sind. Bei Nutzung der Standard-Software sind von den 80 Pins dann 28 vollständig frei als Ein- oder Ausgang (GPIO) nutzbar, die restlichen Pins stellen Schnittstellenfunktionen wie SPI oder I2C zur Verfügung. Natürlich kann das Board aber auch anders konfiguriert werden.

Die Softwareunterstützung für das System ist gut, der verwendete Mikrocontroller wird vom Linux-Kernel standardmäßig unterstützt. Als Laufzeitsystem sind auf Debian und Gentoo basierende Images für die microSD-Karte verfügbar. Mit 150 Euro für Basisplatine und CPU-Modul ist es auch gerade so noch erschwinglich, das komplette Starterkit mit ein paar Zusatzteilen wie Netzteil, Gehäuse und microSD-Karte und ähnlichen Dingen ist für ungefähr 240 Euro erhältlich. Ein besonderes Plus ist die aktuelle Dokumentation im Wiki von ACME Systems, welche die wichtigsten Fragen zum Start mit dem Modul klärt.

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Der nationale Wettbewerb für Deutschland findet dann vom 7.-8. Mai 2010 in Leipzig statt. Dabei wird der erste Tag zur Anreise und Vorbereitungen dienen, der eigentliche Wettbewerb findet dann am zweiten Tag statt. Ein weiteres, ausführlicheres Programm wird sicherlich noch verfügbar gemacht werden.

Der internationale Endausscheid findet vom 26.-30. Mai 2010 in Rapperswil in der Schweiz statt.

Als kleinen Vorgeschmack gibt es noch ein gut gemachtes Promo-Video des Dresdner Teams TURAG aus dem letzten Jahr.

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Das von Matt Mackall geschriebene Programm smem ist ein Werkzeug, das verschiedene Berichte über die Speichernutzung auf einem Linux-System erstellen kann. Im Gegensatz zu den bereits genannten Werkzeugen kann smem die Proportional Set Size (PSS) bestimmen. Die PSS ist eine weitere Messgröße für den Speicherverbrauch eines Programms, bei welcher die durch Bibliotheken genutzte Speichermenge gleichmäßig auf die nutzenden Applikationen aufgeteilt wird. Wird eine Bibliothek durch drei Programme genutzt, wird jeweils nur ein Drittel des durch die Bibliothek verbrauchten Speichers für die PSS der nutzenden Programme einkalkuliert. Neben der Bestimmung der PSS ist zusätzlich die Bestimmung der Unique Set Size (USS) möglich. Die USS eines Prozesses ist die Speichermenge, die nur durch diesen Prozess genutzt wird. Wird der entsprechende Prozess entfernt, wird auf dem System diese Speichermenge frei.

smem ist in Python geschrieben und benötigt mindestens Version 2.6.27 des Linux-Kernels, da erst dieser die notwendige Datei pagemap mit der Zuordnung von virtuellem zu physikalischem Speicher für jeden Prozess in /proc enthält. Neben der Auflistung von RSS, PSS, USS und verbrauchtem Swap-Speicher für Prozesse und Nutzer mit verschiedenen Filterkriterien beherrscht smem auch die Ausgabe von Torten- und Balkengrafiken als PNG, SVG, JPG und EPS. Das Programm ist allerdings im Moment noch nicht in allen Distributionen enthalten.

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Werden bei der Programmierung in C zusammengesetzten Datentypen wie struct verwendet ist es möglich, dass aus Gründen des Alignments zwischen den Teilelementen der Struktur nicht genutzte Füllbytes eingefügt werden. Zurückzuführen ist das Einfügen dieser Füllbytes auf die Rechnerarchitektur und die Art und Weise wie ein Prozessor auf den Hauptspeicher zugreift. Wenn ein Prozessor Daten aus dem Hauptspeicher liest, dann erfolgt der Zugriff mit der Verarbeitungsbreite des Prozessors. Ist der Prozessor ein 32-bit Prozessor, dann werden in einem Schritt 4 Byte gelesen. Diese Annahme gilt für alle weiteren Beispiele.

Ein Datenelement ist dann richtig im Speicher angeordnet, wenn seine Speicheradresse einem ganzzahligen Vielfachen seiner Größe entspricht. Für diesen Fall kann der Prozessor das Datenelement optimal einlesen (ohne Überlappung und notwendige Verschiebung) und das Datenelement wird als aligned bezeichnet. Werden nun Elemente mit unterschiedlichen Speichergrößen wie unsigned short (2 Byte), unsigned char (1 Byte) oder unsigned int (4 Byte) in einem Verbunddatentyp gemischt verwendet ist es möglich, dass Füllbytes eingefügt werden um das Alignment zu gewährleisten.

Zur weiteren Erklärung soll nun folgende Datenstruktur betrachtet werden:

struct test_data {
        unsigned short alpha;
        unsigned char beta;
        unsigned int gamma;
        unsigned char delta;
};

In dieser Datenstruktur wird zwischen den Elementen beta und gamma ein Füllbyte eingefügt um gamma entsprechend den Alignment-Anforderungen auszurichten. Das Füllbyte ist notwendig, da alpha und beta zusammen 3 Byte, also beispielhaft die Adressen 0 bis 2 belegenen und gamma als Datentyp mit 4 Byte Speicherbedarf auf Adresse 4 ausgerichtet wird. Die Adresse 3 bleibt dann ungenutzt und geht als verfügbarer Speicher verloren. Diese Löcher in den Strukturen sind nicht optimal und können teilweise durch Umordnen der Elemente entfernt werden. Das manuelle Berechnen dieser Löcher ist zwar möglich, durch geeignete Werkzeuge allerdings auch automatisierbar.

Das Linux-Werkzeug pahole (Poke-a-Hole) ist ein Hilfsmittel um Datenstrukturen zu analysieren, Alignement-Löcher zu identifizieren und Umordnungsvorschläge anzugeben. Ziel ist die Reduzierung von Strukturgrößen im Speicher und dadurch die Reduzierung des Speicherbedarfs von Programmen während der Laufzeit. Ein wichtiger Effekt ist außerdem die bessere Ausnutzung von Caches und dadurch eine Beschleunigung des Programms bei Speicheroperationen. Durch die Entfernung der Füllbytes entsteht eine geringere Belastung des Speicherbusses.

Da pahole kein Tool zur statischen Quellcodeanalyse ist, sondern den mit Debug-Informationen ausgestatteten Object-Code untersucht, sind neben dem Build-Werkzeug cmake zum Kompilieren noch weitere Bibliotheken zur Unterstützung des DWARF2-Debug-Formates notwendig. Die Installation erfolgt unter Ubuntu mit:

sudo aptitude install libdw-dev libelf-dev cmake

Der Programmcode von pahole ist aufgrund des Ursprungs in der Linux-Kernel-Entwicklergemeinde im Kernel-Git-Repository verfügbar, man erhält den Quellcode mit folgendem Befehl:

git clone git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/acme/pahole.git

Unter Ubuntu 9.10 Karmic Koala ist unter Umständen wie in diesem Bugreport beschrieben vor dem Kompilieren noch ein Patch notwendig. Dabei ist der find_library Ausdruck für EBL_LIBRARY in cmake/modules/FindDWARF.cmake durch set (EBL_LIBRARY -ldw) zu ersetzen.

Das Kompilieren und die Installation erfolgt dann im Verzeichnis pahole mit den Befehlen:

mkdir build
cd build
cmake -DCMAKE_INSTALL_PREFIX=/usr ..
make
sudo make install

Das zu untersuchende Programm hello oder Object-File hello.o ist dann mit dem Compiler im Debug-Modus, also gcc -g zu kompilieren. Der Befehl

pahole hello

beziehungsweise

pahole hello.o

gibt dann einen Bericht in folgender Art für alle verwendeten, nicht-anonymen Strukturen aus:

struct test_data {
	short unsigned int         alpha;        /*     0     2 */
	unsigned char              beta;         /*     2     1 */
 
	/* XXX 1 byte hole, try to pack */
 
	unsigned int               gamma;        /*     4     4 */
	unsigned char              delta;        /*     8     1 */
 
	/* size: 12, cachelines: 1, members: 4 */
	/* sum members: 8, holes: 1, sum holes: 1 */
	/* padding: 3 */
	/* last cacheline: 12 bytes */
};

Der hinzugefügte Kommentar enthält für jedes Element die Adresse in Bezug auf den Anfang der Struktur und die Größe des Elementes. Zusätzlich werden Löcher in den Strukturen und die Gesamtgröße der Struktur angegeben.

Neben der Identifikation der ungenutzten Speicherbereiche kann mit dem Befehl

pahole -RC test_data hello

auch ein Hinweis für die Reorganisation der Elemente ausgegeben werden. Im vorhandenen Beispiel wäre dies die Anordnung des Elementes delta nach beta und vor gamma um das Loch von einem Byte zu füllen.

Abschließend bleibt anzumerken, dass die Relevanz dieser Optimierungen auf modernen 64-bit Architekturen höher ist, da durch die größere Verarbeitungsbreite Löcher in den Strukturen häufiger auftreten und diese auch größer sind.

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Unter polyplay.de lassen sich jetzt auch diese Spiele wieder im Browser spielen. Zusätzlich gibt es auf dieser Seite Hintergrundinformationen zum Polyplay, zu seinem technischen Aufbau und umfangreiche Spielbeschreibungen.

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Eine dieser Veranstaltungen, der internationale Roboterwettbewerb Eurobot, findet seit 1998 statt. Bei jährlich wechselnden Aufgabenstellungen treten zwei gegnerische Roboter auf einem Spielfeld von 3 x 2,1 Metern an und müssen mit vorhandenen Spielelementen wie Bällen, Holzbalken oder Pucks innerhalb von 90 Sekunden bestimmte Spielziele, meist das Bewegen von Spielelementen in einen bestimmten Zielbereich, so gut wie möglich ohne menschliche Steuerung meistern.

Auch in diesem Studienjahr findet unter dem Motto “Feed the World” der Eurobot-Wettbewerb 2010 statt. Die Ermittlung des Gesamtsiegers erfolgt in mehreren nationalen und schließlich einem internationalen Wettbewerb. Auf deutscher Ebene sind beispielhaft Hochschul-Teams aus Dresden, Leipzig, Aachen und Heidelberg vertreten. Diese konnten auch auf internationaler Ebene in den letzten Jahren gute Ergebnisse erzielen. Bei der Eurobot 2010 wird der nationale Wettbewerb für Deutschland in Leipzig an der HTWK stattfinden. Der internationale Ausscheid findet dann in Rapperswil in der Schweiz statt.

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Und auch an dieser Webseite geht die Zeit nicht spurlos vorüber. Auf technisch neuen Füßen, einem Virtual Server von Host Europe, wurde ein Großteil der Inhalte neu organisiert. Das Layout der Webseite wurde aufgefrischt und es wurden neue graphische und inhaltliche Elemente eingebunden. Die Umgestaltung hat als Ziel, die Inhalte hier auf der Seite besser zugänglich zu machen, mehr Übersicht für den Nutzer zu schaffen und alles zeitgemäß visuell umzusetzen. Über ein paar Kommentare zum neuen Design würde ich mich freuen!

Ganz nebenbei existiert jetzt auch ein Twitter-Account, in dem ich alles was zu kurz für einen Blogeintrag ist festhalte. Neue Follower können sich mir gerne anschließen.

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Schon eher Verständnis habe ich da für die Spieler von World of Warcraft. Die Online-Welt dort, obwohl im Fantasy-Bereich, erscheint deutlich stimmiger und interaktiver. Nach meiner Nutzung des 10-Tage Probe-Accounts über Weihnachten letztes Jahr erwische ich mich immer mal wieder mit dem Gedanken mir das Spiel zuzulegen, im Moment gibt es aber zum Glück genug anderen Zeitvertreib. Ich befürchte aber fast, dass es mich auch irgendwann erwischt.

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Zur Kommunikation eines Rechners mit dem Telefon kann man drei Varianten benutzen, zwei Varianten mit USB-Verbindung und eine Variante mit Bluetooth.

1. Anstecken des Telefons mit dem beiliegenden USB-Kabel und Auswählen von Dateiübertragung im Telefon. In diesem Modus kann man Multimediadateien auf das Telefon kopieren, das als Mass-Storage-Device wie ein USB-Stick arbeitet. Auch die Installation von Java-Programmen ist so möglich. Einfach die *.jar-Dateien auf das Handy kopieren und dort im Dateimanager installieren. Ich habe gestern so gleich ohne Probleme Bloover, ein Werkzeug für mobile Bluetooth-Scans, installiert.
2. Anstecken des Telefons mit dem USB-Kabel und auswählen von Telefonmodus. In diesem Modus wird ein USB-Modemdevice zur Verfügung gestellt, weitere Tests habe ich hier nicht gemacht.
3. Kommunikation über Bluetooth. Bei der Installation von Bluetooth sind einige Sachen zu beachten, ich habe mich an dieser Bluetooth-Anleitung für Ubuntu orientiert.

Zur Synchronisation des Telefons mit anderen Rechnern benutze ich OpenSync. Für Ubuntu Edgy Eft habe ich deshalb ein weiteres Repository in /etc/apt/sources.list hinzugefügt:

deb http://www.in.fh-merseburg.de/~jahn/opensync-0.21/ edgy main

Aus diesem Repository habe ich libopensync*, msynctool und multisync-gui installiert. Zur Synchronisation mit dem Telefon benutze ich Evolution und IrMC (funktioniert auch für Bluetooth) in einer Syncronisationsgruppe (Konfiguration mit msynctool oder multisync-gui). Die Man-Page von msynctool erklärt ziemlich treffend wie zur Synchronisation vorzugehen ist. Wichtig ist, dass als Befehl zum Synchronisieren

msynctool –sync Gruppenname –filter-objtype note

mit dem Filter für Notizen verwendet wird, da sonst das Synchronisieren sofort fehlschlägt. Zur Konfiguration gibt es im Opensuse-Wiki noch mehr Informationen.

Mit dem Telefonwechsel war ein vollständiger Nummernwechsel verbunden. Die neuen Telefonnummern sind im Impressum vermerkt.

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Das Installieren der Updates verlief zügig und ohne sichtbare Fehler. Auf dem Thinkpad mit SuperSavage-Grafik funktionierte Direct-Rendering Out-of-the-Box, beim Desktop musste ich noch die proprietären fglrx-Treiber von ATI installieren und konfigurieren. Bis jetzt fand sich sämtliche Software, die ich brauchte, in den verfügbaren Quellen.

Der Umstieg von Gentoo zu Ubuntu hatte folgende Gründe:

• Gentoo ist im Moment nicht mehr so trendy wie noch vor zwei Jahren, viele Entwickler verlassen das Projekt und widmen sich anderen Distributionen. Die Pakete scheinen deswegen nicht mehr überall so gepflegt wie ich mir das vorstelle.
• Da bei Gentoo aus dem Quellcode installiert wird benötigen Updates lange Compilerläufe, die mir persönlich jetzt zu lange dauern. Updates bei Bibliotheken können wenn Abhängigkeiten zu OpenOffice, Firefox oder X auftreten in wahre Compile-Marathons ausarten. Manchmal erscheinen dann weitere Updates bevor der letzte Compile-Lauf beendet ist.
• Die Paketverwaltung bei Gentoo ist für Nutzer ausgelegt die Fehler und Sicherheitsmängel durch Updates auf neue oder neueste Programmversionen lösen. Das reine Fixen von Sicherheitsmängeln oder Fehlern bei Beibehaltung des Featureumfangs scheint bei Gentoo nicht unbedingt Priorität zu haben. Viel Entwicklerarbeit basiert auf den jeweilig neueste Softwarerevisionen. Ich möchte in Zukunft vor allem ein stabiles System mit halbwegs aktuellen Versionen.
• Konfiguration ist bei Gentoo immer noch viel Handarbeit. Ich finde es sehr nützlich die Kommandozeile benutzen zu können, habe aber auch nichts gegen automatisierte, graphische Lösungen wo sie sinnvoll, funktional und effektiv sind. Bei Ubuntu erhoffe ich mir weniger Administrationsaufwand.

Generell bin ich mit Gentoo nicht unzufrieden gewesen, meine Ziele und Anforderungen haben sich aber dahingehend geändert, dass ich ein System möchte bei dem Stabilität vor Aktualität steht.

Natürlich hat der Wechsel auch ein paar Nachteile:

• Subjektiv erscheint mir Ubuntu ein wenig langsamer als mein Gentoo, allerdings nicht soviel, dass ich es als störend empfinde. Hier kann man aber sicher noch ein paar Anpassungen vornehmen. Der empfundene Unterschied kann auch daher herrühren, dass ich gleichzeitig von XFCE auf Gnome gewechselt bin.
• In Liferea werden anscheinend keine https-Anfragen unterstützt. Hier werde ich eventuell ein Nichtdistributionspaket installieren.
• Das angesammelte Wissen über die Erstellung von ebuilds ist jetzt nutzlos, das Wissen zum Erstellen eigener Pakete für Ubuntu muss ich mir neu aneignen.

Bis jetzt scheint mir der Wechsel aber eine gute Entscheidung.

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