Sistemas Embarcados de Tempo Real Grupo de Engenharia da Computação Sérgio Cavalcante.

Apresentação em tema: "Sistemas Embarcados de Tempo Real Grupo de Engenharia da Computação Sérgio Cavalcante."— Transcrição da apresentação:

1 Sistemas Embarcados de Tempo Real Grupo de Engenharia da Computação Sérgio Cavalcante

2 Sistemas Dedicados de Tempo Real © 1988 Copyright Sérgio Cavalcante GRECO-DI/UFPE Sistemas de Tempo Real Conceitos Básicos u Definição –Sistemas em que a corretude também depende do tempo –Mito: computação em tempo real = computação rápida –Nem sempre é um sistema Fair u Tarefa de tempo real –Tarefa executável caracterizada pelo menos pelo WCET e uma restrição temporal u Job: uma instância de uma tarefa u Deadline –tempo máximo para finalizar o job –hard, soft, firm u Release time – tempo em que um job é ativado

3 Sistemas Dedicados de Tempo Real © 1988 Copyright Sérgio Cavalcante GRECO-DI/UFPE Sistemas de Tempo Real Conceitos Básicos u Execution time u Worst-case execution time u Utilização do processador

4 Sistemas Dedicados de Tempo Real © 1988 Copyright Sérgio Cavalcante GRECO-DI/UFPE Tarefas de Tempo Real - STR u Tarefas periódicas –Ativadas periodicamente v Uma exec. por intervalo v Uma exec. a cada T unidades de tempo  Jitter = 0 –Deadline geralmente igual ao período u Tarefas Síncronas –Conjunto de tarefas periódicas onde todas as primeiras instâncias sâo ativadas ao mesmo tempo u Tarefas assíncronas

5 Sistemas Dedicados de Tempo Real © 1988 Copyright Sérgio Cavalcante GRECO-DI/UFPE Tarefas de Tempo Real - STR u Tarefas aperiódicas –Ativadas irregularmente numa taxa desconhecida e possivelmente ilimitada u Tarefas esporádicas –Ativadas irregularmente numa taxa limitada –Minimum interarrival time

6 Sistemas Dedicados de Tempo Real © 1988 Copyright Sérgio Cavalcante GRECO-DI/UFPE Sistemas de Tempo Real - STR u Event-triggered u Time-triggered u Métodos de implementação –Interrupção –Exceção –Polling u Fontes de não-determinismo: –Memória virtual –Memória cache –Alocação dinâmica de memória –Garbage collection –Recursão

7 Sistemas Dedicados de Tempo Real © 1988 Copyright Sérgio Cavalcante GRECO-DI/UFPE Sistemas de Tempo Real - STR u Estático –Conhecimento total do conjunto de tarefas e suas restrições. u Dinâmico –Conhecimento total do conjunto de tarefas ATUAL, mas novas tarefas podem chegar u Off-line scheduling and/or analysis –Escalonamentos estáticos –Prioridades estáticas

8 Sistemas Dedicados de Tempo Real © 1988 Copyright Sérgio Cavalcante GRECO-DI/UFPE Sistemas de Tempo Real - STR u Classes de abordagens de algoritmos –Estáticos baseados em tabelas –Estáticos preemptivos baseados em prioridades –Baseados em planejamento dinâmico –Dinâmicos best-effort

9 Sistemas de Tempo Real - STR Especificação de STRs u Características desejadas nos modelos –Especificação temporal –Especificação funcional –Executabilidade –Tratamento de exceções e interrupções –não-determinismo –Facilidade de uso

10 Especificação de STRs Taxonomia de Modelos u Orientado a estados u Orientado a atividades u Orientado a estrutura u Orientado a dados u Heterogêneos  Diferentes modelos Diferentes fases do projeto Diferentes tipos de projeto

11 Especificação de STRs Modelos Orientados a Estados u FSMs u FSMs hierárquicas (Statecharts) u Redes de Petri

12 Modelos de Especificação Orientado a Estados u Ênfase aos estados e eventos u Exemplos: –Máquinas de Estados Finitos –Redes de Petri t/S4 AB C x/S1 y/S2 x/- t/S3 p1 p2 p3 23 2 T1

13 Modelos Orientados a Estados Máquinas de Estados Finitos u Extensões: StateCharts t/S4 AB C x/S1 y/S2 x/- t/S3 DE x/S5 y/S2 DE u/S4 t/S9 E/- d/S11 –Modularidade / Hierarquia –Paralelismo –Exceção –Complexidade –Comunicação broadcast => reação em cadeia

14 H CD f/g h EF g h AB e/f h Modelos Orientados a Estados StateCharts

15 Especificação de STRs Modelos Orientados a Atividades u Data-flow graph u Fluxograma

16 Especificação de STRs Modelos Orientados a Atividades u Ênfase nas atividades e sequências Exemplos: –Grafos de fluxo de dados e de controle (muito usados em co-design) + x (i-3) * k3k3 + x (i-2) * k2k2 + x (i-1) * k1k1 + x (i) * k0k0 +- * +

17 Especificação de STRs Modelos Orientados a Estrutura u Diagramas de conexão de componentes u Ênfase nas estruturas e conexões 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 40 39 38 37 36 35 34 33 32 31 30 29 28 27 26 25 24 23 22 21 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 40 39 38 37 36 35 34 33 17181920 323130292827262524232221 Chip 1 48 47 46 45 44 43 42 41 64636261 495051525354555657585960 17 18 19 20 32 31 30 29 28 27 26 25 24 23 22 21 RAM 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 uP

18 Especificação de STRs Modelos Orientados a Dados u Entidade - Relacionamento –ênfase nos atributos e inter-relacionamento dos dados

19 Especificação de STRs Modelos Heterogêneos u Control-dataflow graph u SpecCharts (Gajski) u Redes de Petri de Alto Nível u Modelo orientado a objetos –Modularidade –Hierarquia –Dynamic binding –Alocação dinâmica

20 Modelos Heterogêneos SpecCharts t/S4 AB C x/S1 y/S2 x/- t/S3 DE u/S4 t/S9 E/- d/S11 For i=1 to 100 ksfhsdk asflk lkfjsl ljlkjsdf end for if a= b then a = 1 else a = 2

21 Modelos Heterogêneos Redes de Petri Temp. de Alto Nível

22 Especificação de STRs Modelos Heterogêneos u Linguagens de programação –textual –imperativa X declarativa –sem noção explícita de estados –suportam vários modelos –especificação executável –integração com ferramentas de CAD