Kernel Para PDA Con Soporte a Procesos De Tiempo Real Francisco Javier Zuluaga Ramírez Asesor: Dr. Pedro Mejía Álvarez

Contenido Introducción Antecedentes Planteamiento del problema Objetivo General Objetivos Particulares Metodología Productos Esperados Calendario Referencias

Introducción Un sistema de tiempo real, es aquel en el que los procesos tienen que cumplir restricciones de tiempo. Tiempo real NO es cómputo rápido. Plazo crítico, si los resultados llegan tarde pueden ser fatales o de poca utilidad. Plazo no crítico, si los resultados llegan tarde todavía son útiles.

Introducción Estructura de un sistema operativo Componentes Manejador de procesos Manejador de colas Manejador de memoria Manejador de archivos Manejador de dispositivos de Entrada/Salida

Introducción Estructura de un sistema operativo Servicios Ejecución de programas Operaciones de Entrada/Salida Manipulación del sistema de archivos Comunicación entre procesos Detección de errores

Antecedentes Existen implementaciones de sistemas operativos que ofrecen soporte para procesos de tiempo real, la mayoría propietarias. En el caso de sistemas de código abierto, el más representativo es RTAI. A pesar de que cuenta con gran soporte, no existe una implementación de la herramienta para una arquitectura como la planteada en el presente trabajo, y considerando el auge que los dispositivos móviles han tenido, es importante considerar el desarrollo de un sistema que ofrezca soporte para procesos de tiempo real para este tipo de dispositivos.

Implementaciones Existentes Propietarias LynxOS de Linuxworks BlueCat de Linuxworks RTLinux PSX de JMI Software Systems, inc. (No basado en Linux) C Executive de JMI Software Systems, inc. Código abierto RTAI FreeRTOS

Opciones Para La Implementación Del Kernel De Tiempo Real Soporte nativo en linux. Linux como tarea de tiempo real (RTAI).

Diagrama Conceptual De Linux

Manejo de Interrupciones En Linux

Descriptor de IRQ’s (Interruption ReQuest) Status : IRQ_INPROGRESS, IRQ_DISABLED, IRQ_PENDING. Handler : identifica al pic que atiende la interrupción. Action : Lista de ISR’s

Arquitectura de RTAI Manejo de hardware Planificador Comunicación entre procesos

Planteamiento del Problema En los últimos años la cantidad de sistemas empotrados ha crecido. Muchas de las aplicaciones para este tipo de sistemas tienen que operar cumpliendo ciertas restricciones temporales, por lo que es necesario el desarrollo de sistemas operativos que ofrezcan soporte para dichas aplicaciones. A pesar de la existencia de este tipo de sistemas operativos, la mayoría son propietarios. En tanto que, los sistemas de código abierto no cuentan con una implementación para dispositivos móviles, por lo que es particularmente importante desarrollar un sistema operativo con soporte para aplicaciones de tiempo real y que sea de código abierto, para dar una mayor flexibilidad a desarrolladores y usuarios.

Objetivo General Del Proyecto Desarrollar un Kernel para una PDA, el cual ofrezca soporte a procesos de tiempo real y su funcionamiento se encuentre basado en Linux, el cual permita la existencia de aplicaciones de tiempo real en sistemas empotrados, y sirva de base para la implementación de sistemas similares en otras arquitecturas.

Objetivos Particulares Estudio de la arquitectura de Linux. Estudio de la arquitectura de RTAI. Implementación del kernel de tiempo real en una arquitectura i386. Migración del kernel de tiempo real de la arquitectura i386 a la arquitectura de la PDA.

Metodología El primer paso a realizar en el trabajo aquí planteado, es realizar un estudio minucioso de la arquitectura del sistema operativo Linux, a fin de evaluar las distintas alternativas existentes para realizar la modificación del kernel de Linux para ofrecer soporte a procesos de tiempo real. De manera paralela al estudio de Linux, se realizara el estudio de la arquitectura de RTAI, pues es la alternativa más representativa de sistemas que ofrecen soporte para procesos de tiempo real basándose en Linux. Se realizará la implantación de los manejadores de colas, procesos, y de procesador para kernel con soporte de tiempo real, en una arquitectura i386. Implantación de esquemas de comunicación entre procesos para el kernel, en una arquitectura i386. Estudio de la arquitectura de la PDA Migración del kernel de tiempo real a la arquitectura de la PDA.

Productos Esperados Al finalizar el trabajo se contará con un kernel con soporte para procesos de tiempo real, que pueda ejecutarse sobre una PDA. El Kernel deberá incluir un manejador de procesos, un manejador de procesador, un manejador de colas, así como un conjunto de primitivas que permitan la comunicación entre procesos, tales como semáforos y paso de mensajes. Debido a que actualmente no existen implementaciones de sistemas operativos de tiempo real de código abierto para la arquitectura planteada, se espera que sirva como base para desarrollos futuros.

Calendario

Referencias [1] Liu & Layland, “Scheduling algorithms for multiprogramming in a hard real- time environment”, Journal of the ACM, Vol.20 Nº 1, Jan. 1973, pp [2] Lehoczky, Sha & Ding, “The rate monotonic scheduling: Exact Characterization And Average Case Behavior”, Proceedings IEEE, May 1989, pp. 166 [3] J.Santos y J.Orozco, “Rate monotonic scheduling in hard real-time systems”, Information Processing Letters 48, pp [4] Bill Weinberg, “Porting RTOS Device Drivers to Embedded Linux”, Linux Journal, Oct [5] Al.Rubini & J. Corbet, “Linux Device Drivers” 2nd Edition. ISBN [6] D. Comer, “Operating Systems Design: The Xinu Approach”, 1st Edition ISBN [7]