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RÉSUMÉ
Une application en temps réel met en œuvre des systèmes informatiques ou informatisés coopérant avec l’homme et destinés à la perception, l’observation, l’aide à la décision et la conduite de procédés dynamiques. Ainsi, de nos jours, l’informatique « temps réel » est présente dans de nombreux domaines industriels, que ce soient des systèmes embarqués dans des équipements de haute technologie (aéronautique, nucléaire), ou des systèmes embarqués produits en grande quantité, à coût modéré, pour des équipements plus classiques (automobiles, capteurs intelligents, signalisation). La prise en compte du temps dans ces systèmes informatiques peut s’effectuer sous plusieurs approches, pour autant les interactions entre procédé et système doivent être instantanées, d’où le rôle centralisateur et ordonnanceur joué par l’exécutif.
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A real-time application implements computer systems or computerized systems working with man and destined for perception, observation, decision support and the conduction of dynamic processes. At this time, "real time" computing is therefore present in a large number of industrial fields, in the form of embedded systems in high-tech equipment (aerospace, nuclear) or of embedded systems produced in large quantities and at a low cost for more traditional equipment (cars, smart sensors, signaling systems). Although the taking into account of time in such computer systems can be carried out via several approaches, the interactions between process and system must be instantaneous, hence the centralizing and scheduling role played by the operating system.
Auteur(s)
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Yvon TRINQUET : Professeur à l’université de Nantes (IUT de Nantes) - Responsable de l’équipe « Systèmes Temps Réel » de l’Institut de recherche en communications et cybernétique de Nantes (IRCCyN)
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Jean-Pierre ELLOY : Professeur à l’École Centrale de Nantes - Responsable de la valorisation à l’Institut de recherche en communications et cybernétique de Nantes (IRCCyN)
INTRODUCTION
Cet article présente les principes de base utilisés dans les exécutifs temps réel. Ce terme désigne les systèmes d’exploitation adaptés au contexte particulier, par ses exigences temporelles, de l’informatique qualifiée de « temps réel ».
L’article présente d’abord la problématique de l’informatique temps réel et les approches possibles.
Puis, la structure de l’exécutif et les politiques d’ordonnancement envisageables sont évoquées, ce qui conduit à présenter les services génériques que l’on peut rencontrer dans les produits industriels.
Dans un second fascicule [S 8 052], certains produits bien représentatifs de leur catégorie, seront succinctement décrits.
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4. Exécutif temps réel
4.1 Rôle de l'exécutif
Poursuivons encore l'étude de la régulation de niveau (cf. figure 1), et adoptons une gestion asynchrone des tâches de cette application sur un calculateur monoprocesseur au moyen d'un exécutif temps réel. On dit parfois qu'un exécutif temps réel est « dirigé par les événements ». Ce qualificatif illustre bien son comportement.
-
En effet, les motivations d'appels à l'exécutif sont la conséquence de trois causes :
-
occurrences d'événements issus du procédé. Concrètement, l'appel à l'exécutif est effectué par la procédure de réception et de traitement de l'interruption matérielle associée à ces événements ;
-
temps. Concrètement, l'appel à l'exécutif est provoqué par l'interruption régulièrement engendrée par une horloge temps réel équipant le calculateur ;
-
tâches elles-mêmes. C'est le cas lorsqu'une tâche requiert des services offerts par l'exécutif.
Au-delà de son rôle premier d'ordonnancer les exécutions des tâches, et de celui de protéger l'accès aux ressources partagées, l'exécutif joue donc un rôle centralisateur, un véritable rôle d'interface qui aiguille les événements reçus du procédé vers les tâches qui les attendent, déclenche le réveil des tâches en attente d'un délai ou d'une heure de démarrage, reçoit et retransmet des signaux de synchronisation ou des données entre des tâches asynchrones.
-
-
L'exécutif offre ainsi des services de différentes natures accessibles directement par l'utilisateur dans ses tâches pour la gestion :
-
des tâches. L’exécutif réalise tous les services qui contrôlent l’exécution des tâches comme leur activation, leur suspension, leur reprise, leur terminaison forcée ;
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des événements matériels (interruption) et de synchronisation. La synchronisation est réalisée en permettant aux tâches d’émettre ou de recevoir des signaux...
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Exécutif temps réel
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - ANDERSON (J.), SRINAVASAN (A.) - Early-Release fair scheduling - Proceedings of the 12th Euromicro Conf. On Real-Time Systems, p. 35-43 (2000).
-
(2) - ANDERSON (J.), SRINAVASAN (A.) - Mixed Pfair/ERfair scheduling of asynchronous periodic tasks - Journal of Computer and System Sciences. 68(1), p. 157-204 (2004).
-
(3) - ANDRE (C.) - L’approche synchrone pour le développement des systèmes temps réel - Chapitre 4 de la section « Systèmes Temps Réel », Encyclopédie de l’informatique et des systèmes d’information, p. 774-789, Vuibert (2006).
-
(4) - BAKER (T.P.) - Stack-based scheduling of real-time processes - Journal of Real-Time Systems, 2 (1991).
-
(5) - BARUAH (S.), GEHRKE (J.), PLAXTON (C.G.) - Fast scheduling of periodic tasks on multiple resources - Proceedings of the 9th Int. Parallel Processing Symposium, p. 280-288 (1995).
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DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES
ANNEXES
-
Consortium Flexray (réseau)
-
DDCI, RTOS
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FreeRTOS, RTOS
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FSMLabs, Linux temps réel
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Green Hills Software Inc.
-
Infos Linux temps réel
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LynuxXorkw, Linux temps réel et RTOS
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MICRIUM, RTOS
-
Microsoft
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MontaVista, Linux temps réel
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OSEK Group. Standard RTOS automobile
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Projet ADEOS
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Projet RTAI, Linux temps réel
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Projet Xenomai,...
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