Real-time Ada applications on Android

RESUMEN: Android es el sistema operativo más extendido en el ámbito de los dispositivos móviles. Su gran expansión y desarrollo ha provocado que exista un gran interés para utilizarlo en entornos con requisitos temporales. Este trabajo presenta un mecanismo para utilizar el lenguaje de programación Ada en el desarrollo de aplicaciones de tiempo real sobre Android. Ada es un lenguaje que ofrece soporte para aplicaciones con requerimientos temporales bajo la suposición de que la plataforma de ejecución proporciona las garantías necesarias en tiempos de respuesta. Para satisfacer estas garantías proponemos que las aplicaciones escritas en este lenguaje utilicen los mecanismos de aislamiento proporcionados por el sistema operativo Android/Linux, a través de los cuales es posible aislar uno o varios núcleos del procesador para ser usados exclusivamente por aplicaciones de tiempo real. Además, hemos estudiado los mecanismos que se encuentran disponibles en Android para compartir datos entre aplicaciones Ada con requisitos temporales y el resto de aplicaciones que se ejecutan en el mismo sistema.ABSTRACT:Android is the most extended operating system in the field of smartphones. Its wide diffusion has caused a great interest in using it in real time environments. This paper presents a mechanism to use the Ada programming language for real-time applications on Android. Ada is a language that offers support for environments with real-time requirements under the assumption that the execution platform provides the necessary guarantees on response time. To accomplish these guarantees, we propose that applications written in this language use the isolation mechanisms provided by the Android/Linux operating system through which it is possible to isolate one or several processor cores to use them exclusively with real-time Ada applications. In addition, we have studied the available mechanisms in Android to share data between these isolated real-time Ada applications with other applications executing in the same system.Este trabajo ha sido financiado en parte por el Gobierno de España en el proyecto TIN2014-56158-C4-2-P (M2C2)

Support for real-time applications on mobile devices

RESUMEN: Los dispositivos móviles como teléfonos o tabletas inteligentes han experimentado en los últimos años mejoras muy significativas tanto a nivel de hardware como de software. En la actualidad esta clase de dispositivos ofrecen potentes sistemas operativos enfocados principalmente a las necesidades del gran público. Entre los distintos sistemas operativos disponibles el más extendido es Android. Sin embargo, a diferencia de lo que ha ocurrido con los sistemas embebidos tradicionales, no se han llevado a cabo grandes desarrollos que permitan usar sistemas como Android en entornos donde las aplicaciones utilizadas necesiten cumplir requisitos temporales. Por este motivo, en esta tesis se ha propuesto una solución portable que se aprovecha de las arquitecturas multinúcleo de los dispositivos móviles actuales para aislar núcleos del procesador, y así ejecutar en dichos núcleos aplicaciones de tiempo real con pocas interferencias que puedan afectar a su respuesta temporal. Además, en la solución presentada las aplicaciones de tiempo real pueden coexistir y compartir datos con otras aplicaciones del sistema sin requisitos temporales gracias a los protocolos de sincronización no bloqueantes desarrollados en esta tesis.ABSTRACT: In recent years, mobile devices such as smartphones or tablets have experienced very significant improvements, both in terms of hardware and software. Nowadays, this class of devices offers powerful operating systems mainly focused on the needs of the general public. Among the different operating systems available, Android is the most widespread. However, unlike what has happened with traditional embedded systems, no major developments have been made to allow the use of systems such as Android in environments where applications normally need to meet a series of timing requirements. For this reason, in this thesis a novel solution has been proposed that takes advantage of the multicore architectures of current mobile devices to isolate processor cores. By applying this solution, it is possible to run real-time applications on the isolated cores with little interference on their response times. Furthermore, in the solution presented, real-time applications can coexist and share data with other system applications without timing requirements thanks to the non-blocking synchronization protocols developed in this thesis