Diseño e Implementación de un Sistema de Tiempo Real Distribuido Departamento de Ingeniería Eléctrica Sección de Computación CINVESTAV-IPN Ulises Vélez Saldaña Asesor: Dr. Pedro Mejía Álvarez

Contenido General Introducción Tema de Tesis. Objetivos Tiempo Real Sistemas Operativos de Tiempo Real Distribuidos Tema de Tesis. Problema Elegido Soluciones existentes Limitantes del proyecto Objetivos Problema a resolver Producto Esperado Calendario de actividades Referencias Usadas Preguntas

Introducción Sistemas de Tiempo Real Dependencia con el ambiente. Sistemas en donde la respuesta correcta depende no solo de la respuesta lógica adecuada, sino del momento en el que la respuesta es entregada. Define un mecanismo para la definición de “Respuesta en tiempo”. Generalmente se encuentran incrustados en dispositivos de uso específico (Sistemas Embebidos). Recursos limitados. Procesamiento de señales.

Introducción (2) Ejemplos de Sistemas de Tiempo Real Milicia Industria Control de misiles Reconocimiento de blancos Industria Robótica Controlador de planta Sistemas Críticos Control Aéreo Planta Nuclear Telecomunicaciones Multimedia Telefonía Espacial PathFinder

Introducción (3) Características de los Sistemas de Tiempo Real Confiabilidad Predectibilidad Tolerancia a fallos Seguridad Ambiente Interacción dinámica con el ambiente

Introducción (4) Sistemas de Tiempo Real Duros (Hard Real Time) La respuesta “Fuera de tiempo” causa un efecto negativo al sistema. Sistemas de Tiempo Real Suaves (Soft Real Time) La respuesta “Fuera de tiempo” causa un efecto nulo al sistema o solo degrada el servicio.

Introducción (5) Problemas del diseño de un Sistema de Tiempo Real Naturaleza concurrente Caracterización de tareas de Tiempo Real Administración de Recursos Alta Confiabilidad Tolerancia a Fallos Fuerte Interacción con el ambiente (sensores, actores) Alto Desempeño. Predecibilidad (Determinística, Estadística)

Introducción (6) Caracterización de las tareas Planificación Estática Críticas y no Críticas Periódicas y aperiódicas Esporádicas Planificación Estática Planificación Dinámica Earlest Deadline First Rate Monotonic Factor de Utilización ( ) Tiempo de Computo(C) entre Periodo (T). Mide el porcentaje de utilización del procesador. Se requiere de algo mas que U<1.

Introducción (7) Sistemas Operativos de Tiempo Real Distribuidos Razones No es posible planificar el conjunto de tareas (U>1). Naturaleza distribuida de la aplicación. Confiabilidad Características Se complica: Planificabilidad, Sincronización, Comunicación, administración de recursos. Asignación de procesos (Estática, Dinámica)

Diseño e Implementación de un sistema de tiempo Real distribuido Tema de Tesis Diseño e Implementación de un sistema de tiempo Real distribuido

Diseño e Implementación de un STRD Problema Diseñar e implementar un Sistema de Tiempo Real Distribuido (STRD) Confiable, pequeño, económico, arq. x86. Graficación de la ejecución de las tareas. Estimación de la planificabilidad del conjunto de tareas actual mediante cotas de utilización. Antecedentes RTLinux (Comercial, robusto) Rtai (Basado en linux, Diseño, 2 planificadores) Kernel desarrollado por Oscar Miranda (MS-DOS) Experimentales (EMERALDS, S.H.A.R.K., SPRING, Microkernel de Tiempo Real)

Objetivos Diseñar el Sistema de Tiempo Real (Estudio del Kernel de Oscar Miranda) Arquitectura Algoritmos de Planificación Administración de Recursos Rutinas de Sincronización y Comunicación entre procesos en diferentes procesadores Implementar el STR x86 MS-DOS. Poco uso recursos.

Objetivos Específicos Diseño de la arquitectura del STR Caracterización de tareas (periódicas, aperiódicas, esporádicas) Diseño de los algoritmos de asignación y planificación (RR, EDF, RMT) Mecanismos para la detección de Perdida de plazos. Diseño de los mecanismos de Sincronización de procesos (Semáforos, barreras, monitores) Diseño de políticas de administración de recursos Diseño de la interfaz gráfica. Diseño de la interfaz del STRD (usuario, programador) Diseño de los mecanismos de comunicación Implementación del STRD.

Producto esperado Un Sistema de Tiempo Real con mecanismos para: Planificación, sincronización, comunicación y graficación de la planificación. Uso de Interfaz gráfica. Definición de procesos de Tiempo Real

Planeación de actividades

Bibliografía Jane W. S. Liu, University of Ilinois at Urbana-Champaign, “Real-Time Systems”, Prentice Hall Oscar Miranda, Pedro Mejia, CINVESTAV DF “Kernel de Tiempo Real para Control de Procesos” http://delta.cs.cinvestav.mx/~pmejia/miranda-mejia.pdf Oscar Miranda, CINVESTAV DF “Kernel de Tiempo Real para Control de Procesos” Kaushik Gosh “A survey of Real-Time Operating Systems”.ftp://ftp.cc.gatech.edu/pub/coc/tech_reports/1993/GIT-CC93-18.ps.Z N. C. Adusley, A Burns, M. F. Richardson, A. J. Wellings “Hard Real Time Scheduling: The Deadline-Monotonic Approach” http://166.104.226.70/~tkim/class/cse844/91-rtoss-dm.pdf Alex Gantman, Pei-Ning Guo, James Lewis, Fakhruddin Rashid, Uiniversity of California, San Diego “Scheduling Real-Time Tasks in Distributed Systems: A Survey”

Preguntas