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Holistic schedulability analysis of a fault-tolerant real-time distributed run-time support
Theme 1 - Reseaux et systemes - Projet SolidorSIGLEAvailable from INIST (FR), Document Supply Service, under shelf-number : 22588, issue : a.2000 n.1343 / INIST-CNRS - Institut de l'Information Scientifique et TechniqueFRFranc
Flexibilização em sistemas distribuídos: uma perspectiva holística
Doutoramento em Engenharia InformáticaEm sistemas distribuídos o paradigma utilizado para interacção entre tarefas é
a troca de mensagens. Foram propostas várias abordagens que permitem a
especificação do fluxo de dados entre tarefas, mas para sistemas de temporeal
é necessário uma definição mais rigorosa destes fluxos de dados.
Nomeadamente, tem de ser possível a especificação dos parâmetros das
tarefas e das mensagens, e a derivação dos parâmetros não especificados.
Uma tal abordagem poderia permitir o escalonamento e despacho automático
de tarefas e de mensagens, ou pelo menos, poderia reduzir o número de
iterações durante o desenho do sistema. Os fluxos de dados constituem uma
abordagem possível ao escalonamento e despacho holístico em sistemas
distribuídos de tempo-real, onde são realizadas diferentes tipos de análises
que correlacionam os vários parâmetros. Os resultados podem ser utilizados
para definir o nível de memória de suporte que é necessário em cada nodo do
sistema distribuído.
Em sistemas distribuídos baseados em FTT, é possível implementar um
escalonamento holístico centralizado, no qual se consideram as
interdependências entre tarefas produtoras/consumidoras e mensagens. O
conjunto de restrições que garante a realização do sistema pode ser derivado
dos parâmetros das tarefas e das mensagens, tais como os períodos e os
tempos de execução/transmissão. Nesta tese, são estudadas duas
perspectivas, uma perspectiva centrada na rede, i.e. em que o escalonamento
de mensagens é feito antes do escalonamento de tarefas, e outra perspectiva
centrada no nodo.
Um mecanismo simples de despacho de tarefas e de mensagens para
sistemas distribuídos baseados em CAN é também proposto neste trabalho.
Este mecanismo estende o já existente em FTT para despacho de mensagens.
O estudo da implementação deste mecanismo nos nodos deu origem à
especificação de um núcleo de sistema operativo. Procurou-se que este
introduzisse uma sobrecarga mínima de modo a poder ser incluído em nodos
de baixo poder computacional.
Neste trabalho, é apresentado um simulador, SimHol, para prever o
cumprimento temporal da transmissão de mensagens e da execução das
tarefas num sistema distribuído. As entradas para o simulador são os
chamados fluxos de dados, que incluem as tarefas produtoras, as mensagens
correspondentes e as tarefas que utilizam os dados transmitidos. Utilizando o
tempo de execução no pior caso e o tempo de transmissão, o simulador é
capaz de verificar se os limites temporais são cumpridos em cada nodo do
sistema e na rede.In distributed systems the communication paradigm used for intertask
interaction is the message exchange. Several approaches have been proposed
that allow the specification of the data flow between tasks, but in real-time
systems a more accurate definition of these data flows is mandatory. Namely,
the specification of the required tasks’ and messages’ parameters and the
derivation of the unspecified parameters have to be possible. Such an
approach could allow an automatic scheduling and dispatching of tasks and
messages or, at least, could reduce the number of iterations during the
system’s design. The data streams present a possible approach to the holistic
scheduling and dispatching in real-time distributed systems where different
types of analysis that correlate the various parameters are done. The results
can be used to define the level of buffering that is required at each node of the
distributed system.
In FTT-based distributed systems it is possible to implement a centralized
holistic scheduling, taking into consideration the interdependences between
producer/consumer tasks and messages. A set of constraints that guarantee
the system feasibility can then be derived from tasks and messages’
parameters such as the periods and execution/transmission times. In this thesis
the net-centric perspective, i.e., the one in which the scheduling of messages is
done prior to the scheduling of tasks, and the node-centric perspectives are
studied.
A simple mechanism to dispatch tasks and messages for CAN-based
distributed systems is also proposed in this work. This mechanism extends the
one that exists in the FTT for the dispatching of messages. The study of the
implementation of this mechanism in the nodes gave birth to the specification of
a kernel. A goal for this kernel was to achieve a low overhead so that it could
be included in nodes with low processing power.
In this work a simulator to preview the timeliness of the transmission of
messages and of the execution of tasks in a distributed system is presented.
The inputs to the simulator are the so-called data streams, which include the
producer tasks, the correspondent messages and the tasks that use the
transmitted data. Using the worst-case execution time and transmission time,
the simulator is able to verify if deadlines are fulfilled in every node of the
system and in the network.Escola Superior de Tecnologia de Castelo BrancoPRODEP III, eixo 3, medida 5, acção 5.3FCTSAPIENS99 - POSI/SRI/34244/99IEETA da Universidade de AveiroARTIST - European Union Advanced Real Time System