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RÉSUMÉ
La validation des systèmes temps réel répartis nécessite une analyse des traitements parallèles sur les processeurs (tâches), ainsi que des messages échangés par ces processeurs via le réseau. Cet article présente l'ordonnancement des systèmes temps réel répartis, afin de valider les contraintes temporelles des tâches et des messages échangés sur le réseau. Deux méthodes de validation sont présentées : l'une analysant conjointement les messages et les tâches, l'autre validant les messages indépendamment de l'exécution des tâches.
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Lire l’articleAuteur(s)
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Emmanuel GROLLEAU : Professeur des universités en Informatique à l’ISAE-ENSMA (Chasseneuil du Poitou)
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Michaël RICHARD : Maître de conférences en Informatique à l’ISAE-ENSMA (Chasseneuil du Poitou)
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Pascal RICHARD : Professeur des universités en Informatique à l’Université de Poitiers
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Frédéric RIDOUARD : Maître de conférences en Informatique à l’Université de Poitiers
INTRODUCTION
La complexité des procédés temps réel à commander ou à superviser, le nombre élevé de données et d’événements à traiter, la répartition topologique des procédés, d’une part, et l’apparition depuis plusieurs années de réseaux dédiés aux systèmes embarqués, d’autre part, sont tous des facteurs qui ont conduit à repenser les applications temps réel centralisées. Aujourd’hui, la notion d’architecture répartie, ou distribuée, est très utilisée dans le milieu industriel, notamment dans l’industrie du transport. À titre d’exemple, les domaines d’applications faisant couramment appel aux architectures réparties sont :
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le contrôle d’équipements dans les transports (avionique, automobile, ferroviaire…) ;
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le contrôle et la régulation de trafic en milieu urbain ;
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les industries (contrôle/commande de procédés…) ;
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le domaine militaire (suivi de trajectoires de missiles…) ;
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le domaine aérospatial (suivi de satellites, pilotage automatique…) ;
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la domotique (sécurité d’habitations…) ;
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les télécommunications (systèmes de commutation…) ;
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le domaine médical (assistance et contrôle de malades…).
Un système informatique destiné à commander ou à superviser des opérations est composé, le plus souvent, de plusieurs unités de traitement (ordinateurs, automates programmables, ECU [Electronic Control Unit]…), des capteurs, des actionneurs, des périphériques de visualisation et de dialogue avec les opérateurs. L’ensemble de ces éléments est interconnecté par un réseau ou par plusieurs réseaux interconnectés entre eux (des réseaux industriels, des réseaux bureautiques, des bus de terrain, etc.). Ce type de système est qualifié de système temps réel et réparti (ou distribué ou encore décentralisé).
Dans ce type de système, l’ordonnancement des tâches et des messages joue un rôle fondamental dans le processus de validation temporelle de ceux-ci. Nous présentons dans cet article les différentes techniques d’analyse d’ordonnançabilité des tâches, en fonction de leur type, et des messages en fonction du type de réseau utilisé (CAN, AFDX…).
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panorama problématiques techniques de base informatique temps réel systèmes critiques embarqués et distribués réseaux
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3. Ordonnancement et validation
La validation temporelle d’un système temps réel passe par une analyse d’ordonnançabilité. Effectuer une analyse d’ordonnançabilité, c’est vérifier que, dans n’importe quel scénario, l’ensemble des tâches est ordonnançable par une politique (algorithme) d’ordonnancement choisie, c’est-à-dire qu’elles respectent toutes leurs contraintes temporelles. Or, comme présentée dans le paragraphe 1.3.2, les communications entre tâches au sein d’un système réparti impactent l’ordonnancement de celles-ci. Deux grands types d’analyse peuvent être envisagés :
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l’analyse conjointe de l’ordonnancement des tâches et des messages ; dans ce cas, l’idée est de prendre en compte au plus tôt dans l’analyse les délais de communications. Ce type de méthode permet d’analyser le système de manière globale et assez fine ;
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l’analyse séparée de l’ordonnancement des tâches et des temps de communication ; ici, le principe est d’étudier le système de communication de manière indépendante. Une borne synchrone des temps de communication peut ainsi être obtenue et utilisée sous la forme d’une gigue sur l’activation dans les techniques d’analyse de type monoprocesseur sur chacun des sites du système réparti, permettant de valider l’ordonnançabilité des tâches sur ceux-ci. Ce type d’analyse permet une validation du système lorsque l’on n’a pas accès à la composition des différents nœuds.
Après avoir présenté le modèle de tâches utilisé pour ces analyses, nous présentons une méthode d’analyse conjointe dans le paragraphe 3.2 et une méthode d’analyse indépendante dans le paragraphe ...
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BIBLIOGRAPHIE
-
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-
(2) - LANN (G.L.) - Designing real-time dependable distributed systems - Computer Communications, vol. 15, n° % 14, pp. 225-234 (1992).
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(3) - STANKOVIC (J.) - Distriubuted real-time computing : the next generation - TR92-01. Dept. of computer science, University of Massachusetts (1992).
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(4) - LAPRIE (J.-C.) - Dependability : basic concepts and terminology - Springer-Verlag editions (1992).
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(5) - CNRS - Le temps réel – Groupe de réflexion sur le temps réel - Techniques et Sciences Informatiques, vol. 8, pp. 493-500 (1988).
-
(6) - DORSEUIL (A.), PILLOT (P.) - * - . – Le temps réel en milieu industriel : Concepts, environnements,...
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