Modeling and Generating Tailored Distribution Middleware for Embedded Real-Time Systems

International audienceDistributed real-time embedded (DRE) systems are becoming increasingly complex. They have to meet more and more stringent requirements, either functional or non-functional. Because of this, DRE systems development makes use of formal methods for verification; and, in some cases, generation of proven code. The distribution aspects are typically handled by a middleware, which must meet the system constraints. In this article, we describe our approach to model and generate middleware-based distributed systems for DRE applications. Our methodology is a three-step approach. First, we model the high-level inter-component interactions using connectors. We then use the Architecture Analysis and Design Language (AADL) as a pre-implementation description language to capture all the non-functional aspects of the system. Finally, we generate actual application code and the appropriate middleware from the AADL description. In order to demonstrate the feasibility of our approach, we created an application generator, Gaia. It is part of the Ocarina AADL tool suite and generates application source code for use with the PolyORB middleware

Multiple transport protocols in an adaptive RPC-based framework

The growing demand for distributed systems running in many environments and built atop heterogeneous transport protocols is apparent. However, existing middleware solutions commonly are built atop a unique protocol like TCP. This paper extends an existing framework for building middleware systems by adding several communications protocols. The proposed extensions allow developers to implement a middleware using distinct communication protocols (e.g., UDP, HTTP) or even replace them at runtime. An experimental evaluation was conducted (1) to show the impact of the new extensions on the application's performance and (2) to compare the performance of the proposed extensions with existing commercial middleware systems

Intergiciel d'intergiciels adaptable à base de Services, Composants et Aspects

Cette habilitation à diriger des recherches présente mes travaux sur le génie logiciel des intergiciels, domaine à la croisée de l’informatique répartie et du génie logiciel. L’intergiciel est la couche logicielle permettant de s’abstraire de l’hétérogénéité des technologies de l’informatique distribuée et de répondre aux besoins d’interopérabilité, de portabilité, d’adaptation et de séparation des préoccupations des applications réparties. Mes travaux ont été guidés par deux questions de recherche ouvertes : 1) quel est le paradigme de programmation le plus approprié pour les applications réparties ? 2) quelle est l’organisation la plus appropriée pour l’intergiciel ?La première partie présente une synthèse de mes travaux et contributions. Premièrement, mes travaux ont porté sur la transition des objets vers les composants CORBA donnant lieu à deux contributions majeures : le langage de script CorbaScript standardisé auprès de l’OMG et la plate-forme OpenCCM pour le développement, le déploiement, l’exécution et l’administration d’applications réparties à base de composants CORBA. Deuxièmement, je me suis intéressé à la conception de canevas intergiciels hautement adaptables. Ces travaux basés sur les composants réflexifs Fractal ont donné lieu à un cadre de programmation par attributs sur lequel trois canevas flexibles pour la gestion du transactionnel, le déploiement de systèmes distribués hétérogènes et les composants Java temps-réels ont été bâtis. Enfin, mes travaux ont porté sur la proposition du modèle Services Composants Aspects (SCA) et l’intergiciel d’intergiciels FraSCAti.La deuxième partie opère un zoom sur le projet FraSCAti. La contribution scientifique de ce projet est de proposer un intergiciel réflexif pour l’informatique orientée service combinant deux idées originales : la notion d’intergiciel d’intergiciels et le modèle Services Composants Aspects réflexif. Partant du constat qu’il n’existe pas d’intergiciel universel capable de couvrir l’ensemble des besoins de toutes les applications distribuées, le projet FraSCAti propose un canevas intergiciel extensible pour l’intégration et la composition élégante des intergiciels et technologies SOA existants, c’est-à-dire un intergiciel d’intergiciels. Le modèle SCA réflexif est quant à lui le mariage fécond du standard OASIS Service Component Architecture (SCA), du modèle de composants Fractal et de la programmation orientée aspects (AOP). Dans ce modèle, tout est composant réflexif permettant ainsi d’adapter dynamiquement aussi bien les applications métiers, l’intergiciel, les liaisons de communication réseau que les aspects non fonctionnels. Cette contribution a été appliquée sur l’orchestration de services à large échelle, la construction de systèmes de systèmes et une plate-forme distribuée multi-nuages. La dernière partie dresse un bilan des contributions et présente mes perspectives de recherche centrées sur le génie logiciel pour l’informatique en nuage (cloud computing)

Quarterware for Middleware

We make two observations about communications middleware: first, most middleware are similar, the differences are in their interfaces and optimizations; second, neither a fixed set of abstractions nor a fixed implementation of a set of abstractions is likely to be sufficient and well-performing for all applications. Based on these observations, we present Quarterware, a customizable middleware architecture. It abstracts basic middlware functionality, and admits application specific specializations and extensions. We demonstrate its flexibility by deriving implementations for core facilities of CORBA, RMI, and MPI. The performance results show that the derived implementations equal or exceed the performance of corresponding native versions. These results suggest that customizing middleware on a per-application basis is an effective approach for building robust, highperformance applications

Quarterware for Middleware

We make two observations about communications middleware: first, most middleware are similar, the differences are in their interfaces and optimizations; second, neither a fixed set of abstractions nor a fixed implementation of a set of abstractions is likely to be sufficient and well-performing for all applications. Based on these observations, we present Quarterware, a customizable middleware architecture. It abstracts basic middlware functionality, and admits application specific specializations and extensions. We demonstrate its flexibility by deriving implementations for core facilities of CORBA, RMI, and MPI. The performance results show that the derived implementations equal or exceed the performance of corresponding native versions. These results suggest that customizing middleware on a per-application basis is an effective approach for building robust, highperformance applications