Architecture logicielle et méthodologie de conception embarquée sous contraintes temps réel pour la radio logicielle

par Noël Bertrand Tchidjo Moyo

Thèse de doctorat en Électronique

Sous la direction de Christophe Moy.

Soutenue en 2011

à Rennes 1 .


  • Résumé

    Cette étude répond au problème d’ordonnancement temps réel de composants logiciels s’exécutant sur un processeur de traitement du signal dans un contexte de radio logicielle. Elle vise ainsi à compléter l’offre en termes d’outillage de conception radio logicielle. Dans la pratique actuelle, l’ordonnancement temps réel des applications de traitement du signal flexibles s’exécutant sur un processeur donné, est effectué de manière manuelle, en utilisant des méthodes empiriques, et en prenant des marges non négligeables. Etant donnée l’augmentation pressentie du nombre de composants logiciels de la couche physique s’exécutant simultanément sur un même processeur dans les futures radios logicielles, ces méthodes seront sujettes à erreur, feront perdre beaucoup de temps et ne trouveront pas nécessairement de solutions d’ordonnancement valides même lorsqu’il en existera une. Pour cela, cette thèse définit un nouveau modèle de tâche représentant plus précisément le comportement des tâches dans certains contextes de radio logicielle : le modèle GMF (Generalized Multi-Frame) non cyclique. Pour ce modèle, nous présentons une formulation du calcul du temps de réponse des tâches, ainsi qu’un nouveau test de faisabilité suffisant pour des tâches s’exécutant sur un processeur avec la politique d’ordonnancement « Earliest Deadline First » (EDF). Nous fournissons aussi pour ce modèle de tâche un algorithme efficace, permettant la détermination exacte de la faisabilité temps réel. Nous présentons dans cette thèse un nouveau flot de conception IDM (Ingénierie Dirigée par les Modèles), permettant de spécifier les paramètres rendant possibles une analyse d’ordonnançabilité temps réel des composants logiciels s’exécutant sur un processeur dans une radio logicielle. Cette thèse propose des méthodes pour calculer les contraintes temporelles dans une radio logicielle. Elle présente les éléments du standard MARTE à utiliser pour renseigner les contraintes dans le modèle ainsi que les règles de transformations de modèles qui permettent d’obtenir un modèle exploitable par un outil d’analyse d’ordonnançabilité temps réel. Cette thèse présente une approche, implantée sous forme d’un outil de simulation, effectuant l’analyse d’ordonnancement temps réel des tâches de traitement du signal flexibles s’exécutant sur un processeur suivant une politique d’ordonnancement hybride. Cet outil est intégré au flot IDM proposé.

  • Titre traduit

    Software Architecture and design methodology for software radio under embedded real-time constraints


  • Résumé

    This study addresses the problem of real-time scheduling of software components executing in a digital signal processor in a software radio context. It aims at providing new tooling for software radio design. Real-time scheduling analysis of flexible signal processing applications executing in a processor is currently done manually, using ad hoc methods, and taking significant margins. Given the foreseen increase of software components of the physical layer executing simultaneously on a processor in future software radios, these methods for scheduling analysis will be error-prone, time consuming and will often fail to find a feasible schedule even when one exists. For that purpose, this thesis defines a new task model which represents more precisely the behaviour of the tasks in certain software radio context: the non-cylic GMF (Generalized Multi-Frame) model. For this model, we present a formula to compute response time of tasks, as well as a new sufficient feasibility test for tasks executing in a processor according to the “Earliest Deadline First” scheduling policy. We also provide for this task model an efficient algorithm, for exact feasibility determination. We present in this thesis a new MDE (Model Driven Engineering) design methodology, to specify the parameters which make possible a real-time scheduling analysis of software components executing in a processor. This thesis proposes methods to compute real-time constraints in a software radio. It presents the elements of the MARTE standard to be used, to note the constraints in the model as well as model transformation rules to obtain a suitable model for real-time scheduling analysis. This thesis presents an approach, implemented as a simulation tool, to realize real-time scheduling analysis of tasks implementing flexible signal processing algorithms in a processor and scheduled according to a hybrid scheduling policy. This tool is integrated into the proposed MDE design methodology.

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La version de soutenance existe sous forme papier

Informations

  • Détails : 1 vol. (132 p.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. p. 123-131

Où se trouve cette thèse ?

  • Bibliothèque : Université de Rennes I. Service commun de la documentation. Section sciences et philosophie.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : TA RENNES 2011/31
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