Bibliographie & annexes
Présentation
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)
-
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)
-
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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Approches synchrone et asynchrone2. Application temps réel
2.1 Architecture fonctionnelle d'une application
Exemple
Prenons le cas d'une application de régulation de niveau d'un fluide dans un réservoir à fuite constante (figure 1) où, le rôle du système de pilotage (un poste de conduite) consiste à asservir le niveau du fluide à partir de la mesure prélevée par un capteur analogique. Il s'agit d'une commande à exécuter périodiquement et dont l'action est l'ajustement de l'ouverture de la vanne d'alimentation du réservoir.
À cette fonction de base, on adjoint deux autres missions complémentaires :
-
commuter de boucle ouverte en boucle fermée (et inversement) sur ordre de l'opérateur ;
-
en cas d'alarme signalant l'imminence d'un débordement (situation pouvant survenir en cas de panne non détectée du capteur principal), commuter en boucle ouverte et fixer l'ouverture de la vanne à une valeur prédéfinie.
un système est dit en boucle ouverte, si la commande du système est calculée sans utiliser d'information de valeur de la grandeur contrôlée. Dans l'exemple, l'ouverture de la vanne est faite indépendamment du niveau dans la cuve.
À l'inverse, le système est dit en boucle fermée, si le calcul de la commande utilise une information sur la grandeur contrôlée. Dans l'exemple, l'ouverture de la vanne tient compte du niveau réel dans la cuve.
L'analyse du cahier des charges de cette simple application conduit au recensement des actions élémentaires que doit effectuer le système de pilotage et que l'on regroupe en tâches. Une « tâche » rassemble des fonctions de l'application qui sont exécutées dans les mêmes conditions événementielles. Dans l'exemple de la figure 2, on peut ainsi recenser les tâches suivantes :
-
« acquisition-filtrage » et calcul de la « commande » de vanne (activité périodique liée à l'horloge temps réel HTR) ;
-
« émission » de la commande vers l'actionneur ;
-
commutation de « boucle ouverte en boucle fermée » ;
-
commutation de « boucle fermée en boucle ouverte » ;
-
réception et...
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Application 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).
-
...
DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES
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DDCI, RTOS
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