Sur l'intégration de mécanismes d'ordonnancement et de communication dans la sous-couche MAC de réseaux locaux temps-réel

par Francisco Vasques de Carvalho

Thèse de doctorat en Informatique industrielle

Sous la direction de Guy Juanole.

Soutenue en 1996

à Toulouse 3 .

mots clés

• Sciences appliquees
• Telecommunications et theorie de l'information
• Teletrafic
• Ordonnancement
• Reseau local
• Reseau telecommunication
• Temps reel
• Modelisation
• Protocole transmission
• Reseau petri
• Analyse systeme
• Jeton temporise
• Teletraffic
• Scheduling
• Local network
• Telecommunication network
• Real time
• Modeling
• Transmission protocol
• Petri net
• System analysis

Résumé

Cette these se situe dans le contexte des reseaux de communication temps-reel et son objectif est de proposer une architecture pour la sous-couche mac, qui definit des mecanismes pour assurer les contraintes temporelles du trafic temps-reel. Tout d'abord, une classification des protocoles mac temps-reel existants, en mettant en exergue l'aspect ordonnancement de flux de messages ou ordonnancement de stations, est effectuee. En particulier, le protocole jeton temporise et des mecanismes de la norme isa sp-50/iec-65c sont detailles. Ensuite, des contributions sur les mecanismes d'ordonnancement et les mecanismes protocolaires sont developpees, a la fois en termes conceptuels et en termes de reflexions sur les normes existantes: proposition d'un algorithme non-preemptif ed avec, en particulier, une extension des conditions classiques d'ordonnancabilite ; definition d'un algorithme de changement de mode de fonctionnement pour un systeme ordonnance par l'algorithme rm ; definition d'un protocole appele jeton temporise regulier qui ameliore les performances temps-reel du protocole jeton temporise ; definition des conditions d'ordonnancabilite du trafic aperiodique urgent dans le reseau fip et proposition de deux profils de fonctionnement temps-reel pour le reseau profibus. Enfin, nous proposons, modelisons avec le modele reseaux de petri temporises stochastiques et evaluons une architecture de communication pour la sous-couche mac de reseaux locaux temps-reel. Cette architecture met en uvre, de maniere centralisee, un ordonnancement conjoint des trafics periodique et aperiodique temps-reel, sur la base d'un algorithme non-preemptif pour le trafic periodique et d'une technique de jeton temporise pour le trafic aperiodique temps-reel. L'analyse permet, d'une part, d'evaluer l'ordonnancement en termes de taux d'utilisation permis et des limites de l'ordonnancabilite et, d'autre part, de montrer tout l'interet des modeles reseaux de petri temporises stochastiques pour representer et evaluer automatiquement l'ordonnancabilite d'un ensemble de configurations de flux de messages

Titre traduit

On the integration of sheduling and communication mechanisms in the mac sub-layer of real-time local area networks

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