RTSJ Extensions: Event Manager and Feasibility Analyzer

International audienceWe present in this paper our experience on the implementation with RTSJ of advanced algorithms to handle aperiodic traffic. We have adapted existing algorithms in order to take into account some constraints brought about by the use of Java language, and our aim which is to propose a portable mechanism. To circumscribe some difficulties, we had to use some programming ruses which could be better integrated into the specification. From these experiences resulted a set of modifications to the specification which we propose to submit to the community in this paper, in addition to a unified event manager framework

Cooperative framework for open real-time systems

Actualmente, os sistemas embebidos estão presentes em toda a parte. Embora grande parte da população que os utiliza não tenha a noção da sua presença, na realidade, se repentinamente estes sistemas deixassem de existir, a sociedade iria sentir a sua falta. A sua utilização massiva deve-se ao facto de estarem practicamente incorporados em quase os todos dispositivos electrónicos de consumo, telecomunicações, automação industrial e automóvel. Influenciada por este crescimento, a comunidade científica foi confrontada com novos problemas distribuídos por vários domínios científicos, dos quais são destacados a gestão da qualidade de serviço e gestão de recursos - domínio encarregue de resolver problemas relacionados com a alocação óptima de recursos físicos, tais como rede, memória e CPU. Existe na literatura um vasto conjunto de modelos que propõem soluções para vários problemas apresentados no contexto destes domínios científicos. No entanto, não é possível encontrar modelos que lidem com a gestão de recursos em ambientes de execução cooperativos e abertos com restrições temporais utilizando coligações entre diferentes nós, de forma a satisfazer os requisitos não funcionais das aplicações. Devido ao facto de estes sistemas serem dinâmicos por natureza, apresentam a característica de não ser possível conhecer, a priori, a quantidade de recursos necessários que uma aplicação irá requerer do sistema no qual irá ser executada. Este conhecimento só é adquirido aquando da execução da aplicação. De modo a garantir uma gestão eficiente dos recursos disponíveis, em sistemas que apresentam um grande dinamismo na execução de tarefas com e sem restrições temporais, é necessário garantir dois aspectos fundamentais. O primeiro está relacionado com a obtenção de garantias na execução de tarefas de tempo-real. Estas devem sempre ser executadas dentro da janela temporal requirida. O segundo aspecto refere a necessidade de garantir que todos os recursos necessários à execução das tarefas são fornecidos, com o objectivo de manter os níveis de performance quer das aplicações, quer do próprio sistema. Tendo em conta os dois aspectos acima mencionados, o projecto CooperatES foi especificado com o objectivo de permitir a dispositivos com poucos recursos uma execução colectiva de serviços com os seus vizinhos, de modo a cumprir com as complexas restrições de qualidade de serviço impostas pelos utilizadores ou pelas aplicações. Decorrendo no contexto do projecto CooperatES, o trabalho resultante desta tese tem como principal objectivo avaliar a practicabilidade dos conceitos principais propostos no âmbito do projecto. O trabalho em causa implicou a escolha e análise de uma plataforma, a análise de requisitos, a implementação e avaliação de uma framework que permite a execução cooperativa de aplicações e serviços que apresentem requisitos de qualidade de serviço. Do trabalho desenvolvido resultaram as seguintes contribuições: Análise das plataformas de código aberto que possam ser utilizadas na implementação dos conceitos relacionados com o projecto CooperatES; Critérios que influenciaram a escolha da plataforma Android e um estudo focado na análise da plataforma sob uma perspectiva de sistemas de tempo-real; Experiências na implementação dos conceitos do projecto na plataforma Android; Avaliação da practicabilidade dos conceitos propostos no projecto CooperatES; Proposta de extensões que permitam incorporar características de sistemas de tempo real abertos na plataforma Android.Embedded devices are reaching a point where society does not notice its presence; however, if suddenly taken away, everyone would notice their absence. The new, small, embedded devices used in consumer electronics, telecommunication, industrial automation, or automotive systems are the reason for their massive spread. Influenced by this growth and pervasiveness, the scientific community is faced with new challenges in several domains. Of these, important ones are the management of the quality of the provided services and the management of the underlying resources - both interconnected to solve the problem of optimal allocation of physical resources (namely CPU, memory and network as examples), whilst providing the best possible quality to users. Although several models have been presented in literature, a recent proposal handles resource management by using coalitions of nodes in open real-time cooperative environments, as a solution to guarantee that the application’s non-functional requirements are met, and to provide the best possible quality of service to users. This proposal, the CooperatES framework, provides better models and mechanisms to handle resource management in open real-time systems, allowing resource constrained devices to collectively execute services with their neighbours, in order to fulfil the complex Quality of Service constraints imposed by users and applications. Within the context of the CooperatES framework, the work presented in this thesis evaluates the feasibility of the implementation of the framework’s Quality of Service concept within current embedded Java platforms, and proposes a solution and architecture for a specific platform: the Android operating system. To this purpose, the work provides an evaluation of the suitability of Java solutions for real-time and embedded systems, an evaluation of the Android platform for open real-time systems, as well as discusses the required extensions to Android allowing it to be used within real-time system. Furthermore, this thesis presents a prototype implementation of the CooperatES framework within the Android platform, which allows determining the suitability of the proposed platform extensions for open real-time systems applications

A framework for flexible scheduling in real-time middleware

The traditional vehicle for the deployment of a real-time system has been a real-time operating system (RTOS). In recent years another programming approach has increasingly found its way into the real-time systems domain: the use of middleware. Examples are the so called pervasive systems (embedded, interactive but not mobile), and ubiquitous systems (embedded, interactive and mobile), e.g. hand-held devices. These tend to be dynamic systems that often exhibit a need for flexible scheduling because of their operating requirement; or their execution environment. Thus, today there is a true need in many realtime applications for more flexible scheduling than what is currently the stateof- prac'tice. By flexible scheduling we mean the ability of the program execution platform to provide a range of scheduling policies, all the way from hard real-time to soft real-time policies, from which an application can choose one most suited to its needs. Furthermore, some applications may need to be scheduled by one policy while others may need a different policy, e.g. fi'Ced priority or earliest deadline first (EDF) for hard real-time tasks, least slack time first (LST) or shortest remaining time for soft real-time tasks. It would be difficult for the middleware to expect this functionality from the RTOS. This would require a fine balance to be struck in the RTOS between flexibility and usability, and many years will probably pass until such approaches become mainstream and usable. 'This thesis maintains that this flexibility can be introduced into the middleware. It presents a viable solution to introducing flexible scheduling in real-time program execution middleware in the form of a flexible scheduling framework. Such a framework allows use of the same program execution middleware for a variety of applications - soft, firm and hard. In particular, the framework allows different scheduling policies to co-exist in the system and their tasks to share common resources. The thesis describes tlle framework's protocol, examines the different types of scheduling policies that can be supported, tests its correctness through the use of a model checker and evaluates the proposed framework by measuring its execution cost overhead. The framework is deemed appropriate for the types of real-time applications that need the services of flexible scheduling

Métodos de Slack Stealing en FreeRTOS

En la actualidad, los Sistemas Operativos de Tiempo Real necesitan ampliar sus funcionalidades, para dar soporte a la planificación mixta con requerimientos heterogéneos, sin perder la predictibilidad de ejecución del subsistema crítico. Este trabajo presenta un framework para la implementación de métodos de Slack Stealing, en el kernel de FreeRTOS.Sociedad Argentina de Informática e Investigación Operativa (SADIO

Métodos de Slack Stealing en FreeRTOS

En la actualidad, los Sistemas Operativos de Tiempo Real necesitan ampliar sus funcionalidades, para dar soporte a la planificación mixta con requerimientos heterogéneos, sin perder la predictibilidad de ejecución del subsistema crítico. Este trabajo presenta un framework para la implementación de métodos de Slack Stealing, en el kernel de FreeRTOS.Sociedad Argentina de Informática e Investigación Operativa (SADIO

Implementación de Slack Stealing y una tarea planificadora en nxtOSEK sobre Lego Mindstorms NXT 2.0

Este trabajo presenta una implementación, utilizando el Sistema Operativo de Tiempo Real nxtOSEK y el kit de robótica educativa Lego Mindstorms NXT 2.0, en configuración segway, de un método de Slack Stealing para la administración del tiempo ocioso en un Sistema de Tiempo Real, junto con una Tarea Planificadora que aprovecha el mismo para la ejecución concurrente de tareas periódicas y esporádicas, sin que las primeras pierdan sus vencimientos. Mediante este desarrollo, se pueden ejecutar tareas no críticas de manera concurrente, sin afectar las tareas críticas que mantienen el segway en equilibrio.Sociedad Argentina de Informática e Investigación Operativ

Implementación de Slack Stealing y una tarea planificadora en nxtOSEK sobre Lego Mindstorms NXT 2.0

Este trabajo presenta una implementación, utilizando el Sistema Operativo de Tiempo Real nxtOSEK y el kit de robótica educativa Lego Mindstorms NXT 2.0, en configuración segway, de un método de Slack Stealing para la administración del tiempo ocioso en un Sistema de Tiempo Real, junto con una Tarea Planificadora que aprovecha el mismo para la ejecución concurrente de tareas periódicas y esporádicas, sin que las primeras pierdan sus vencimientos. Mediante este desarrollo, se pueden ejecutar tareas no críticas de manera concurrente, sin afectar las tareas críticas que mantienen el segway en equilibrio.Sociedad Argentina de Informática e Investigación Operativ