Conception et réalisation de systèmes temps-réel par une approche synchrone

Design and implementation of real time systems using a synchronous approach

• Auteur / Autrice : Marie-Agnès Peraldi
• Direction : Charles André
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences pour l'ingénieur
• Date : Soutenance en 1993
• Etablissement(s) : Nice
• Jury : Président / Présidente : Gérard Berry
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Fernand Boéri
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Paul Caspi, Jean-Claude Gentina

Mots clés

Mots clés contrôlés

Temps réel (informatique)

Esterel (langage de programmation)

Résumé

Ce travail de thèse vise essentiellement à fournir des méthodes et outils pour la conception de systèmes temps-réel. Du fait de la forte composante réactive de ces systèmes, nous préconisons une approche synchrone. Le domaine du temps-réel étant particulièrement vaste, nous nous intéressons plus particulièrement aux applications de contrôle ce qui nous a conduit à utiliser le langage ESTEREL. Nous abordons les différentes phases de la modélisation, conception, programmation et réalisation en apportant pour chacune d'elles une solution synchrone. Les transitions entre ces phases sont systématiques et sans rupture. Nous proposons de modéliser ces systèmes par des boites hiérarchiques réactives synchrones (BHRS). Le but d'une BHRS est de fournir une assistance à des non-spécialistes des langages, pour la conception synchrone de leurs applications. Ce modèle permet une décomposition par niveaux et une description modulaire des systèmes. Ce modèle est doté d'une sémantique comportementale rigoureuse. Le passage du modèle vers le langage synchrone ESTEREL s'effectue de manière systématique par une traduction des comportements des BHRS en ESTEREL. Nous étudions ensuite le problème de l'implémentation effective de programme synchrone. Nous définissons pour cela des environnements d'exécution de programmes synchrones qui prennent en compte les caractéristiques temps-réel des systèmes. Des spécifications de machine d'exécution sont fournies. La dernière partie est consacrée à la mise en œuvre de programmes synchrones sur une architecture cible de type microcontrôleur. L'implantation sur ce microcontrôleur est réalisée de manière automatique. Lors de cette phase, nous quantifions l'approximation de réactions en temps nul faite par le langage ESTEREL, par une évaluation formelle des performances de l'application. Des supports logiciels sont fournis pour réaliser ceci

The purpose of this study is to provide methods and tools for the design of real-time systems. Because of the underlying reactivity of these systems, advocate the use of a synchronous approach. The real time application domain is vast, we are mainly interested in control applications and we use the ESTEREL language. We tackle the different phraes of the Modelling, the Design, the Programming and the Implementation and we give za synchronous solution to each phase. The transition between phases is sytematic and without rupture. We propose to model the applications by a Hierarchical Reactive Synchronous Boxes (HRSB). The objective of the HRSB model is to provide designer non familiar with languages with an « assistance » for the synchronous design of their applications. This model allows a decomposition of applications into hierachical levels and a modular description of systems. This model is based on a formal comportemental semantics. The moving from the model to the synchronous language is made in a semantic way by translating the behaviours of the HRSB into ESTEREL. Then, we study the problem of the effective implementation of synchronous program. We define environments for the execution of synchronous programs which take into account the real-time characteristics of systems. Specifications of execution machines are given. The last part is dedicated to the implementation of synchronous programs on a target architecture which is a microcontroller. The implantation is achieved automatically. During this phase, the assumption of null time reaction made by ESTEREL is quantized by a formal evaluation of temporal performance. Suitable software supports are provided