Développement de systèmes embarqués temps réel avec Ada

131 Pages·2017·0.63 MB·French

Développement de systèmes
embarqués temps réel avec Ada
Frank Singhoff
Bureau C-203
Université de Brest, France
Laboratoire Lab-STICC UMR CNRS 6285
[email protected]
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Sommaire
1. Généralités sur les systèmes embarqués temps réel.
2. Introduction au langage Ada 2005.
3. Concurrence.
4. Temps réel.
5. Exemples de runtimes Ada.
6. Résumé.
7. Références.
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Présentation
•
Caractéristiques des systèmes embarqués temps
réel et objectifs :
1. Comme tous systèmes temps réel : déterminisme
logique, temporel et fiabilité.
2. Mais en plus :
Ressources limitées (mémoire a, vitesse
processeur, énergie).
Accessibilité réduite.
Autonomie élevée.
Interaction avec son environnement (capteurs).
=⇒ Environnements d’exécution spécifiques.
a
footprint ou empreinte mémoire.
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Systèmes d’exploitation temps réel (1)
•
Caractérisques :
Aussi appelé "Moniteur" ou "Exécutif".
Modulaire et de petite taille. Flexible vis-à-vis de l’application.
Accès aisé aux ressources physiques.
Abstractions adaptées (parallélisme, exception, interruption, tâches,
...)
Support de langages pour le temps réel (ex : C, Ada).
Livré avec ses performances temporelles (en théorie).
Améliorer la portabilité : architecture + standardisation (du langage
de programmation, des services du système d’exploitation).
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Systèmes d’exploitation temps réel (2)
•
Architecture en couches :
Bibliothèque langage (ou runtime) constituant l’environnement
d’exécution d’un programme (C, Ada). Portabilité de l’application
(adapte le langage au système d’exploitation).
BSP/Board support package : portabilité du système d’exploitation
(adapte le système d’exploitation au matériel).
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Systèmes d’exploitation temps réel (3)
•
Performance connue et déterministe:
Doit permettre l’évaluation de la capacité des tâches par exemple.
Utilisation de benchmarks (ex : Rhealstone, Hartstone, etc).
•
Critères de performances :
Latence sur interruption.
Latence sur commutation de contexte/tâche.
Latence sur préemption.
Sémaphore "shuffle" (temps écoulé entre la libération d’un
sémaphore et la réactivation d’une tâche bloquée sur celui-ci).
Temps de réponse pour chaque service (appel système, fonctions de
bibliothèque).
etc.
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Systèmes d’exploitation temps réel (4)
. TCP/IP sur
Ethernet , liens
séries, etc
. TFTP, NFS
Environnement de
développement Machine cible
GDB RGDB
rsh
Hôte (windows)
OS temps réel
Disque NFS
•
Phase de développement : édition du source, compilation croisée,
téléchargement, exécution et tests.
•
Phase d’exploitation : construction d’une image minimale (exécutif +
application) sans les services de développement. Stockage en EEPROM,
Flash.
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Etat du marché (1)
30
Nombre d’entreprises utilisant le système
25
21.42
19.7
20
e
g
a
nt
e 15
c 12.84
ur
o
P 10.19
10
6.64
5.96
4.69
5 3.89
2.86
2.41 2.3 1.95
1.831.721.61
vxWorks np SprOoSpriétaire QNWiXndows NT OS9VRTXLynxOiSR MWXiInIIdows CENucleus+ RRTTX-LinuCxhorusOS Autres
o
uti
ol
S
Systèmes temps réel embarqués
•
Caractéristiques du marché [TIM 00] :
⇒
Diversité des produits présents = produits généralistes ou
spécifiques à des applications types.
Présence importante de produits "maisons".
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Etat du marché (2)
•
Quelques exemples de produits industriels :
VxWorks : produit généraliste et largement répandu (PABX, terminal
X de HP, Pathfinder, satellite CNES, etc).
pSOS édité par ISI (appli militaire, tél. portable).
VRTX édité par Microtec (appli militaire, tél. portable).
LynxOs (Unix temps réel).
Windows CE/Microsoft (systèmes embarqués peu temps réel).
•
Produits "open-source" :
OSEK-VDX (appli. automobile).
RTEMS de Oar (appli. militaire).
eCos de cygnus.
RT-Linux.
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Etat du marché (3)
•
Quelques standards :
Langages de conception logicielle: UML/MARTE,
AADL, HOOD HRT, ...
Langages de programmation : Ada 2005, C, ...
Systèmes d’exploitation : POSIX, ARINC 653, OSEK
VDX, ...
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