Intégration d'éléments sémantiques dans l'analyse d'ordonnançabilité des applications temps-réel

par Christian Fotsing Takoutsi

Thèse de doctorat en Informatique et applications

Sous la direction de Annie Choquet-Geniet et de Guy Vidal-Naquet.

Soutenue en 2012

à Chasseneuil-du-Poitou, Ecole nationale supérieure de mécanique et d'aérotechnique .

mots clés

• Tests conditionnels
• Arbre d'ordonnancement
• Petri, Réseaux de
• Temps réel (informatique)
• Simulation, Méthodes de
• Méthodes formelles (informatique)
• Logiciels -- Validation
• Langages de programmation -- Sémantique

Résumé

Nous étudions la modélisation et la validation hors-ligne des applications temps-réel en environnement monoprocesseur, qui prend explicitement en compte l'échange des messages, le partage des ressources et les instructions conditionnelles entre les tâches. Notre objectif est de mettre en évidence l'impact de ces paramètres sur l'analyse des applications. Classiquement, ces applications sont modélisées de façon linéaire, en encapsulant les blocs conditionnels, et les séquences sont utilisées pour leur validation. Nous proposons une approche de modélisation et de validation arborescente, qui permet de considérer de façon explicite les blocs conditionnels, et qui utilise les arbres d'ordonnancement pour la validation. Nous comparons ensuite ces deux approches, et prouvons que les premières sont parfois trop pessimistes, c'est à dire qu'elles peuvent conduire à déclarer certaines applications comme non ordonnançables, alors qu'en réalité elles le sont. Nous commençons par construire un générateur d'arbres d'ordonnancement valides. La complexité du générateur étant exponentielle en fonction du nombre de tâches, cette approche est di cile à mettre en oeuvre dans la pratique. Nous proposons donc une approche de modélisation basée sur les réseaux de Petri. Ce réseau sera utilisé pour générer les arbres valides, par construction du graphe de marquages, et la complexité pourra être réduite grâce à des heuristiques.

Titre traduit

Integration of semantics elements in the schedulability analysis of real-time applications

Résumé

We study the modeling and the off-line validation of real-time applications in uniprocessor environment, wich take explicitly the exchange of messages, resource sharing and conditional statements into account. Our goal is to highlight the impact of these parameters on the analysis of applications. Classically, these applications are modeled linearly, encapsulating the conditional blocks, and the scheduling sequences are used for validation. We propose an arborescent approach for modeling and validation, which allow us to consider explicitly the conditional blocks, and use the scheduling trees for validation. We then compare these two approaches of validation, and we prove that the linear validations approaches may be too pessimistic, meaning they can lead to declare certain applications such as non schedulable, when in fact they are schedulable. We beging by building a generator of valid valid scheduling trees. The complexity of the generator being exponential in the number of application tasks, this approach is di cult to implement in practice. So, we propose an approach for modeling, based on Petri nets. This Petri net will be used to generate the valid scheduling trees, by construction of the markings graph, and the complexity can be reduced by heuristics.