Présentation
Auteur(s)
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Francis COTTET : Professeur d’université (ENSMA, Poitiers Futuroscope) - Ingénieur de l’Institut national polytechnique de Grenoble - Docteur ès sciences
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Joëlle DELACROIX : Maître de conférences (Conservatoire national des arts et métiers, Paris) - Docteur en informatique de l’université Pierre-et-Marie-Curie
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Claude KAISER : Professeur (Conservatoire national des arts et métiers, Paris) - Ingénieur de l’École polytechnique, ingénieur du génie maritime - Docteur ès sciences
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Zoubir MAMMERI : Professeur d’université (université Paul-Sabatier, Toulouse) - Ingénieur, docteur en informatique Habilité à diriger des recherches
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Lire l’articleINTRODUCTION
La complexité des procédés à commander ou à superviser, le nombre élevé de données et d’événements à traiter, la répartition géographique des procédés, d’une part, et l’arrivée depuis plusieurs années, sur le marché, de réseaux locaux industriels, d’autre part, sont tous des facteurs qui ont conduit à repenser les applications temps réel centralisées. Aujourd’hui, la notion d’architectures temps réel et réparties est communément acceptée dans le milieu industriel. À titre indicatif, les domaines d’applications qui font couramment appel aux systèmes temps réel et répartis sont :
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les télécommunications (systèmes de commutation…) ;
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le domaine médical (assistance et contrôle de malades…) ;
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le contrôle d’équipements (moteur, freins, suspension…) dans les véhicules ;
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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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le multimedia (téléconférences, téléachat…) ;
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la domotique (sécurité d’habitations…).
Un système informatique destiné à commander ou à superviser des opérations est composé, le plus souvent, de plusieurs unités de traitement (des ordinateurs ou des automates programmables), 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 toute une pléiade de réseaux interconnectés entre eux (des réseaux industriels, des réseaux bureautiques, des bus de terrain, etc.), comme le montre la figure 1. Ce type de système est qualifié de système temps réel et réparti (ou distribué ou encore décentralisé).
Dans ce type de système, l’ordonnancement de tâches et de messages joue un rôle fondamental. L’ordonnancement centralisé de tâches est traité dans l’article « Ordonnancement temps réel. Ordonnancement centralisé » de ce traité. C’est l’ordonnancement de messages qui fait l’objet de cet article.
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5. Conclusion
La répartition est souvent indispensable pour maîtriser et garantir les contraintes temporelles dans les systèmes temps réel complexes. Mais une telle répartition conduit à de nouveaux problèmes qu’il faut résoudre. Parmi ces problèmes, on trouve celui de l’ordonnancement temps réel. En effet, le respect des contraintes temporelles globales d’une application temps réel et répartie implique le respect, à la fois, des contraintes temporelles des tâches et de celles des messages échangés entre ces tâches. Nous avons synthétisé les différentes techniques qui permettent le placement et la migration de tâches temps réel et la communication de messages échangés entre ces tâches dans des architectures réparties.
Nous avons souligné que le placement peut se faire de manière statique ou dynamique. Le placement statique est simple à mettre en œuvre et facilite le test d’ordonnançabilité. Malheureusement, il n’offre pas de souplesse pour réagir aux surcharges des sites, pour prendre en compte certains aspects dynamiques. Le placement dynamique, avec la migration de tâches, permet de mieux tenir compte des charges de l’ensemble des sites et de privilégier l’exécution des tâches les plus importantes dans le système. Cependant, le placement dynamique engendre des surcoûts de traitement et de communication non négligeables et rend difficile voire impossible le test a priori de l’ordonnançabilité des tâches. Entre le tout statique et le tout dynamique, une tendance qui tend à s’imposer est celle qui consiste à choisir un placement statique pour des tâches importantes, périodiques et connues à l’avance et un placement dynamique, avec éventuellement des migrations, pour les autres.
La prise en compte des contraintes temporelles de messages doit se faire à tous les niveaux de la communication. Par conséquent, les profils de communication temps réel sont d’une importance capitale pour garantir le bon fonctionnement des applications temps réel et réparties. Nous avons traité un des aspects de la communication temps réel, et non des moindres, à savoir la prise en compte des contraintes de temps au-dessus du niveau MAC. En effet, c’est au niveau MAC qu’apparaît le problème de partage du médium entre les stations où s’exécutent les tâches communicantes. Un ordonnancement adéquat au-dessus du niveau MAC est une clef indispensable pour garantir les échéances des messages. Les principales techniques MAC et techniques...
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BIBLIOGRAPHIE
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(1) - AGRAWAL (G.) et al - Local synchronous capacity allocation schemes for guaranteeing messages deadlines with the timed token protocol. - In Proceed. of INFOCOM’93, San Francisco, p. 186-193 (1993).
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(2) - ALABAU (M.), DECHAIZE (T.) - Ordonnancement temps réel par échéance. - Technique et Science Informatiques, vol. 11, n 3, p. 59-123 (1992).
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(3) - ANDRÉ (F.), PAZAT (J.-L.) - Le placement de tâches sur des architectures parallèles. - Technique et Science Informatiques, vol. 7, n 4, p. 385-401, (1988).
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(4) - BALTER (R.), BANÂTRE (J.P.), KRAKOWIAK (S.) (éd.) - Construction des systèmes d’exploitation répartis. - Collection didactique éditée par l’INRIA (1991).
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(5) - BANNISTER (J.), TRIVEDI (K.) - Task allocation in fault-tolerant distributed systems. - Acta Informatica, 20, p. 261-281 (1983).
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