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VSPWorks Disciplina de TSDAC Érico Bastos Sergio Bressan.

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1 VSPWorks Disciplina de TSDAC Érico Bastos Sergio Bressan

2 Sumário Características Conceitos Gerais VSP Tratamento de interrupções Kernel Escalonamento Tarefas Escalabilidade Conjunto de ferramentas Categorias de utilização Referências

3 Características VSPWorks é um sistema operacional de tempo real que suporta uma gama de aplicações; Possui duas versões: SP (Single Processor) Tarefas e dados estão no mesmo processador; Comunicação otimizada; Métodos de sincromização. VSP (Virtual Single Processor) Tarefas e dados podem ser movidos de um processador para outro de modo transparente mas manipulando todos os detalhes; Troca da topologia do processador não afeta o comportamento da aplicação; Programação é feita exatamente igual a uma programação para um único processador.

4 Características Fácil programação; Remoção automática de código não utilizado do kernel; Suite de aplicações gráficas (SO windows) para simplificar e acelerar o desenvolvimento de aplicações. Host Server gerencia toda a comunicação entre as ferramentas é o processador alvo.

5 Características Hosts suportados Windows NT/2000. Alvos suportados Analog Devices: SHARC (ADSP-2106x), HammerHead SHARC (ADSP-2116x); PowerPC 74xx; Texas Instruments: TMS320C6x; Windows NT - simulador.

6 Conceitos Gerais VSPWorks foi projetado para uso em: ambientes DSP, onde a velocidade de resposta para interrupções é crítica (assembly); ambientes escaláveis multi-processados, aonde fácil programação é importante. VSPWorks combina tratamento rápido de interrupções com multi-tarefas escaláveis utilizando acesso multi-nível.

7 VSP VSPWorks possui uma avançada arquitetura VSP para simplificar o desenvolvimento de aplicações para multi-processadores embarcados e aplicações distribuídas. A tecnologia gerencia todas as complexidades da comunicação entre processadores com o mínimo de overhead.

8 VSP A utilização do VSP resulta em rápido desenvolvimento e em ganho de desempenho. O desenvolvedor da aplicação especifica tarefas e objetos as quais podem residir em qualquer processador do sistema, e o VSPWorks manipula a comunicação entre os processadores.

9 Tratamento de interrupções Dois tipos de tratamento de interrupções Nível baixo - ISR0: Trata interrupções vindas diretamente do hardware; Outra interrupções ficam desabilitadas; O processamento da interrupção deve ser rápido. Nível alto - ISR1: Trata interrupções mais complexas vindas da ISR0; Se comunica com ISR0 por system call; Trata a interrupção da mesma forma que ISR0, mas deixa as outras interrupções habilitadas.

10 Kernel VSPWorks opera em dois níveis de kernel para otimizar o desempenho. Baixo Nível (nanokernel) Processos geralmente são escritos em assembly; Possibilidade de redução do contexto(usando menos registradores de processos).

11 Kernel Alto Nível (microkernel) Tarefas: são escritas em C podem acessar mais de 100 serviços do kernel; são preemptivas; Escalonamento é dirigido a prioridade: Tarefa com alta prioridade deve rodar imediatamente. Tarefas com baixa prioridade dão a vez as de maior prioridade.

12 Escalonamento Quando muitas tarefas querem utilizar o processador, o escalonador deve procurar atender a todas antes do seu deadline. Solução é se ter prioridade para cada tarefa baseado na importância dela para o sistema, o desenvolvedor pode atribuir as propriedades de várias maneiras: Atribuir: Alta prioridade a tarefas que necessitam resposta rápida; Baixa prioridade a tarefas que não possuem tempo crítico. Atribuir: Alta prioridade a tarefas que necessitam rodar mais frequentemente. Baixa prioridade a tarefas que rodam raramente.

13 Escalonamento Prioridade das tarefas podem ser alteradas dinamicamente em tempo de execução (usando microkernel). O escalonador da acesso ao processador somente a tarefas de alta prioridade que estejam prontas para rodar.

14 Escalonamento

15 Tarefas Cada tarefa é um modulo independente que executa uma função ou um conjunto de funções. Uma tarefa existe independente de outras, e se comunica através de fila de mensagens, semáforos etc. Quando uma tarefa esta rodando ela tem controle total do processador, mas o kernel da a impressão de que múltiplas tarefas estão sendo executadas.

16 Tarefas Uma tarefa para de executar quando o: Processamento acabou; Está esperando por um evento ou algum dado; Está esperando que um recurso se torne disponível; Foi interrompida por uma interrupção.

17 Tarefas

18 Escalabilidade Os projetistas podem escrever o mesmo código para qualquer processador do sistema. O kernel do VSPWorks é modular fazendo com que as ferramentas de linker, descartem todos objetos não utilizados no momento de compilação.

19 Escalabilidade À medida que os processadores são substituídos por outros mais poderosos, ou novos processadores são adicionados as aplicação podem ser re-configuradas e as tarefas redistribuídas.

20 Conjunto de ferramentas Project Manager (simplifica o desenvolvimento de aplicações); Host Server (faz o download do VSPWorks para o processador alvo na rede); Level Debugger (verifica o estado de objetos em qualquer processador); Workload Monitor (calcula a carga de utilização de cada processador);

21 Conjunto de ferramentas Tracing Monitor (faz um trace back do sistema, através do seu histórico – útil em caso de falhas); Host Extension Kit (ferramenta para extender o VSPWorks para host e alvos particulares); Runtime Libraries (permite que uma tarefa em qualquer processador da rede faça entrada e saída no host).

22 Categorias de utilização O projetado do VSPWorks foi otimizado para ser utilizado em várias categorias de desenvolvimento de aplicações como: Aplicações com restrições de memória; Aplicações multi-processadas; Aplicações que combinam DSPs e CPUs.

23 Referências VSPWorks The RTOS for DSP and ASIC Cores - Disponível em ks_tech_brief.pdf - Consultado em 05/07/2004 Development of DSP and heterogeneous designs using VSPWorks tools and run-time components - Disponível em: ks.pdf - Consultado em 05/07/2004 VSPWorks WebSite - Virtuoso – The RTOS for DSP and ASIC cores – Multicore Programming Made Simple Technical Brief – Virtuoso the SoftStealth RTOS for DSP and ASIC cores

24 FIM


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