Arquitectura de Tiempo Real

5/24/2018 Arquitectura de Tiempo Real

1/33


2/33


3/33

Un sistema de tiempo real es

un software cuyo correcto

func ionamiento depende de los

resul tados producidos por elm ismo y del instante de t iempo

en el que se producen estos

resul tados.


4/33

Sistemas de tiempo real blandos o Soft real-time

systems: estos pueden tolerar un exceso en el

tiempo de respuesta, con una penalizacin por el

incumplimiento del plazo.

garantizan que las tareas crticas se ejecutan entiempo.|

Aqu los datos son almacenados en memorias no

voltiles, no utilizan tcnicas de memoria virtual ni

tiempo compartido, estas tcnicas no pueden serimplementadasen hardware.


5/33

Una forma de ver un s istema en tiempo real es

com o un sistema de est imulo/respuesta. Dado

un estimulo de entrada, el sistema debe

producir la co rrespond iente sal ida.


6/33

ESTMULOS PERIDICOS. Ocurren a intervalos de tiempospredecibles .por ejemplo, el sistema debe de tener un sensorcada 50 mili segundos y realizar una accin respuesta)dependiendo del valor de ese sensor (estimulo).son generados normalmente por sensores asociados al

sistema.

Estos proporcionan informacin sobre el estado del entornodel sistema. las respuestas son dirigidas a un conjunto deactuadores que controlan a un equipo como una bombaque influye el entorno del sistema


7/33

Un sistema real tiene que responder a estmulos que ocurren en diferentes instantes

de tiempo.

organizar su arquitectura para que, tan pronto como sereciba un estimulo, el control sea trasferido al manejadoradecuado.

se disean como un conjunto de procesos concurrentes

que cooperan entre si .

la plataforma de ejecucin para la mayora de lossistemas de tiempo real incluye un sistema operativo entiempo real.

las facilidades que proporcionan este sistema operativo sonaccedidas a travs del sistema de soporte de tiempo deejecucin (run-time sistem) para el lenguaje deprogramacin de tiempo real utilizado.


8/33

La generalizacin de este estimulo-repuesta de unsistema de tiempo real conduce a un modeloarquitectnico genrico abstracto en el que hay trestipos de procesos. los procesos de computacionales calculan la

respuesta requerida para el estimulo recibido delsistema

los procesos de control de actuadores controlan elfuncionamiento del actuador. Este modelo permiterecoger rpidamente los datos desde el sensor(antesde la siguiente entrada est disponible) y permitenque su procesamiento y la respuesta asociada al

actuador se realicen mas tarde.


9/33

Los lenguajes de programacin

desarrollados para sistemas detiempo real tiene queincluir facilidades para accederal hardware del sistema.


10/33

Planificacin de sistemas detiempo real

Es fundamental hacer una buenaplanificacin para aprovechar almximo los recursos disponibles,fundamentalmente el procesador sinllegar a sobrecargarlos, evitando as

que los trabajos se completen fueradel plazo previsto.


11/33

A la hora de planificar un sistemaconcurrente utilizamos como unidadbsica la tarea, qu es una

secuencia de operaciones que tienerestricciones de tiempo definidos apartir de una serie de parmetros.Prcticamente equivalente a una

hebra de ejecucin de un sistemaoperativo.


12/33

Una tarea se activa en un momento dado

que llamamos activacin y tiene quecompletar una serie de instrucciones quellevan asociado un cierto tiempo deejecucin antes de un instante que

denominamos plazo de respuesta.


13/33

La poltica de planificacin medianteprioridades fijas permite aseverar que en

caso de sobrecarga, aquellas tareas conun nivel de prioridad ms bajo sern lasprimeras en incumplir su plazo derespuesta.


14/33

Si se decidiera asignar lasprioridades en funcin de laimportancia de las tareas, se podraafirmar que en caso de sobrecargaseran aquellas tareas menosimportantes las primeras en perder suplazo.


15/33

Lenguaje de programacinde sistemas de tiempo realDebe facilitar la realizacin de sistemas

concurrentes,

fiables,

con un comportamiento temporalanalizable


16/33

Lenguajes de inters para STR:

Lenguajes ensambladores y pocofiables

Lenguajes secuenciales (Fortran,Pascal, C, C++)

Necesitan un SO para concurrenciay tiempo real


17/33

Lenguajes concurrentes (Modula,Ada, Java, ...)

Concurrencia y tiempo real

incluidos en el lenguaje.Todava no hay compiladores ni

mquinas virtuales para Java detiempo real


18/33

Todos los sistemas operativosde tiempo real incluyen:

Un reloj de tiempo real: proporciona lainformacin para planificar los procesos

en forma peridica. Un manejador de interrupciones:

gestiona las solicitudes aperidicas de losservicios.


19/33

Gestor de recursos: asigna la memoriaadecuada.

un despachador: la funcin de iniciar laejecucin de un proceso.

Los sistemas operativos de tiempo real parasistemas grandes, tales como control deprocesos de sistemas detelecomunicaciones pueden tenerfacilidades adicionales, tales como lagestin de almacenamiento en disco.


20/33

Gestin de procesos

Los sistemas de tiempo real tienen quemanejar eventos externos rpidamente y,en algunas ocasiones satisfaces plazos detiempo para el procesamiento de eventos,esto significa que estos eventos deben de

ser planificados a tiempo para laejecucin.


21/33

El gestor de procesos en un RTOS es el

responsable de elegir los procesos para suejecucin, asignar recursos de memoria einiciar y detener la ejecucin una de lascosas ms importantes es el tiempo ya quetodo tiene su lmite de tiempo

especificado.


22/33

CARACTERSTICAS DE LOS STRGran tamao y complejidad algunos STR tienen millones de lneas de

cdigo

la variedad de funciones aumenta la

complejidad incluso en sistemas relativamentepequeos


23/33

Simultaneidad deacciones(concurrencia) los dispositivos

fsicos controlados

funcionan al mismotiempo

las tareas que loscontrolan actan

concurrentemente


24/33

Dispositivos de entrada y salida especiales los manejadores de dispositivos forman parte del

software de Aplicacin


25/33

TIENE TRES CONDICIONES BSICAS:

Interacta con el mundoreal (proceso fsico),

emite respuestas correctas

cumple restriccionestemporales.


26/33

C R CTERSTIC S DE LOS SISTEM S DE TIEMPO RE L

C R CTERSTIC SPRIM RI S C R CTERSTIC SSECUND RI S

PROCEDIMIENTOCONCURRENTE FI BILID D

INTERF Z H RDW RE RECONFIGUR BILID DTIEMPO DE RE CCIN NTESDE LOS EVENTOS US BILID D

RQUITECTUR DISTRIBUID OBLIG CIONES

B SES DE D TOS C P CID D DE EVOLUCIN


27/33

LAS REAS MS COMUNES DONDE SE

APLICAN LOS SERVICIOS DE UN STR PODRAN

SER: Las telecomunicaciones Los sistemas multimedia El control industrial La robtica Los sistemas de avinica y espaciales Los ferrocarriles Automviles Electrodomsticos de nueva generacin experimentos cientficos sistemas mdicos.


28/33


29/33


30/33


31/33


32/33


33/33

Arquitectura de Tiempo Real

Documents

Transcript of Arquitectura de Tiempo Real