Analyse d'Ordonnançabilité Probabilistes des Systèmes Embarqués Critiques

par Jasdeep Singh

Projet de thèse en Informatique et Télécommunications

Sous la direction de Luca Santinelli et de Jean-Loup Farges.

Thèses en préparation à Toulouse, ISAE , dans le cadre de École doctorale Mathématiques, informatique et télécommunications (Toulouse) , en partenariat avec ISAE-ONERA MOIS MOdélisation et Ingénierie des Systèmes (laboratoire) et de ONERA/DTIS - Département Traitement de l'Information et Systèmes (equipe de recherche) depuis le 01-10-2016 .


  • Résumé

    Cette proposition de thèse porte sur l'analyse d'ordonnançabilité des systèmes en temps réel avec l'utilisation des probabilités. Les tendances récentes dans l'analyse en temps réel ont introduit des approches formelles à l'analyse d'ordonnançabilité des systèmes en temps réel avec des modèles de tâche probabilistes. Ils appliquent Automates, processus de Markov, ou les réseaux de Petri pour modéliser l'évolution rocess stochastique de l'application de la tâche en fonction d'un algorithme d'ordonnancement spécifique. De telles approches sont encore au début de leur évolution, et il y a beaucoup de place pour des améliorations. Les étapes consistent à préparer un état exact de l'art de la probabiliste  approches à l'analyse d'ordonnançabilité. La comparaison entre les modèles est nécessaire pour mieux décider de l'ensemble d'outils à appliquer pendant la thèse. Proposition de modélisation efficace et générique des tâches représentations probabilistes pour les outils formels destinés à appliquer. L'étude du problème de décidabilité, la complexité et le preeption sont nécessaires. Extraire des informations d'ordonnancement (en termes de probabilités) sur manque d'échéance et le ratio délai miss des modèles appliqués. Enquêter sur les modèles et leur interface pour extraire des informations utiles sur le comportement du système, les caractéristiques de l'algorithme d'ordonnancement et plus. Le sujet de thèse a à offrir un cadre de conception assistée par la prévisibilité. L'analyse de sensibilité et d'autres approches sont étudiées pour fournir des évaluations de conception. Challanges à relever comprennent des études de cas avec le temps d'exécution des tâches et le temps entre l'arrivée décrite avec des distributions de probabilité, et la programmation de différents paradigmes. Un rapport sur les différentes approches de modélisation, de décider parmi eux le plus efficace pour le problème d'ordonnancement approché, avec application. Le theis sera également aborder le adaptativité (adapter aux changements et reconfiguration en raison des conditions défectueuses) problème et le problème mixte critique (applications à différents niveaux de criticité exécuter simultanément au sein des systèmes), qui affectent fortement les systèmes temps réel embarqués, avec des probabilités. Avec les probabilités, le candidat sera en mesure d'aborder les deux guanratees en temps réel durs et mous de systèmes embarqués critiques pour la sécurité dans toutes les conditions de travail possibles. Les études de cas abordés sont du domaine avionique, le domaine de l'espace, et le domaine robotique.

  • Titre traduit

    Probabilistic Schedulability Analysis of Safety-Critical Embedded Systems


  • Résumé

    This thesis proposal is about the schedulability analysis of real-time systems with the use of probabilities. Recent trends in real-time analysis have introduced formal approaches to the schedulability analysis of real-time systems with probabilistic task models. They apply Automata, Markov processes, or Petri Nets for modeling the stochastic evolution process of the task application according to a specific scheduling algorithm. Such approaches are still at the beginning of their evolution, and there is plenty of room for improvements. The steps are to prepare an accurate state of the art of the probabilistic approaches to schedulability analysis. The comparison among the models is necessary to better decide the set of tools to be applied during the thesis. Proposal of efficient and generic modeling of the task probabilistic representations for the formal tools intended to be applied. The study of the decidability problem, the complexity, and the preeption are needed. Extract schedulability information (in terms of probabilities) about deadline misses and deadline miss ratio from the models applied. Investigate the models and their interface for extracting useful information about the system behavior, the schedulability algorithm characteristics and more. The thesis subject has to offer a predictability-aided design framework. Sensitivity analysis and other approaches are investigated to provide design feedbacks. Challanges to be faced include case studies with tasks execution time and inter arrival time described with probability distributions, and the scheduling from different paradigms. A report on different modeling approaches, decide among them the more effective for the scheduling problem approached, with application. The theis will also approach the adaptivity (adapt to changes and reconfiguration due to faulty conditions) problem and the mixed-critical problem (applications at different criticality levels concurrently executing within systems), which heavily affect real-time embedded systems, with probabilities. With the probabilities, the candidate will be able to approach both hard and soft real-time guanratees of safety-critical embedded systems in any possible working conditions. The case studies approached are from the avionic domain, the space domain, and the robotic domain.