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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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MOTS-CLÉS
panorama problématiques techniques de base informatique temps réel systèmes critiques embarqués et distribués réseaux
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4. Placement
Nous présentons brièvement dans ce paragraphe un état de l’art des méthodes de placement des tâches sur les différents nœuds d’un système réparti. Classiquement, les problèmes d'affectation des tâches sur les différents processeurs d'une architecture distribuée sont classés en deux catégories :
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placement statique : il s'agit de mettre en exergue une répartition des tâches pour une architecture matérielle donnée. La procédure d'allocation se déroule avant le démarrage de l'application et son résultat est fixe durant toute la vie de cette dernière. Ce type de placement nécessite une connaissance complète des architectures matérielles et logicielles ;
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placement dynamique : ce type de problème se pose à l’exécution de l'application. Précisément, il peut être nécessaire de réaffecter les tâches lors d'une modification de l'architecture logicielle (i.e. création/suppression d'une tâche) ou d'un changement de l'architecture matérielle (i.e. modification de la topologie réseau, défaillance d'un site du réseau, etc.).
Dans la littérature, les travaux sur le problème du placement statique sont très nombreux. Une classification rigoureuse et complète s'avère délicate. Ces travaux diffèrent à la fois par le type de problème traité et par les méthodes employées. Nous pouvons classer les problèmes en deux grandes catégories : les problèmes de validation et les problèmes d'optimisation du placement des tâches. De façon générale, le problème d'allocation a été montré NP-difficile . Nous présentons ci-dessous quelques références pour ces...
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BIBLIOGRAPHIE
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(1) - BURNS (A.), WELLINGS (A.) - Real-time systems and their programming languages - Addison Wesley editions (1991).
-
(2) - LANN (G.L.) - Designing real-time dependable distributed systems - Computer Communications, vol. 15, n° % 14, pp. 225-234 (1992).
-
(3) - STANKOVIC (J.) - Distriubuted real-time computing : the next generation - TR92-01. Dept. of computer science, University of Massachusetts (1992).
-
(4) - LAPRIE (J.-C.) - Dependability : basic concepts and terminology - Springer-Verlag editions (1992).
-
(5) - CNRS - Le temps réel – Groupe de réflexion sur le temps réel - Techniques et Sciences Informatiques, vol. 8, pp. 493-500 (1988).
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(6) - DORSEUIL (A.), PILLOT (P.) - * - . – Le temps réel en milieu industriel : Concepts, environnements,...
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