Une infrastructure pour l'optimisation de systèmes embarqués évolutifs à base de composants logiciels

Framework for the Optimization of Evolvable Component-based Embedded Systems

• Auteur / Autrice : Juan F. Navas
• Direction : Jean-Philippe Babau
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences et technologies de l’information et de la communication
• Date : Soutenance en 2011
• Etablissement(s) : Brest

Mots clés

Mots clés contrôlés

Composants logiciels

Systèmes embarqués (informatique)

Mots clés libres

Évolution

Optimisation

Composants logiciels

Réifications

Systèmes embarqués

Résumé

Concernant la partie logicielle des systèmes embarqués, on constate le besoin d’un modèle de la structuration du logiciel qui facilite le processus de développement, la capacité de faire évoluer le comportement du système lors de son exécution, afin de s’adapter aux changements de son environnement, et la prise en compte des limitations des ressources physiques des plates-formes d’exécution. L’utilisation de composants logiciels est une approche de conception qui, via l'abstraction des détails techniques, facilite la gestion de la complexité du logiciel. La question que nous nous posons est : comment les composants doivent être développés de façon à satisfaire les exigences liées aux fortes contraintes physiques et au besoin d’évolution du logiciel ? Pour y répondre, nous introduisons a notion de réification de composant. Une réification est une collection de données et de comportements qui encapsulent des aspects du composant à un moment précis de son cycle de vie. Nous proposons ensuite des techniques d’optimisation pour la génération du code « glue » qui assure l’interopérabilité des composants, afin de satisfaire les contraintes liées aux ressources limitées. Elles rendent possible la définition de niveaux d’optimisation pour chaque instance des entités du modèle à composants, ce qui nous permet de régler la performance du logiciel en fonction de ses besoins (extra) fonctionnels. Ensuite, nous définissons quatre profils d’évolution en fonction des caractéristiques d’évolution de chaque entité du modèle, et nous mettons en place des infrastructures d’évolution adaptées aux besoins d’évolution du système, couplées avec les exigences de performance du logiciel.

Regarding embedded systems software which is open to change, we find (i) the need for a model of the structuring of software that facilitates the development process, (ii) the ability to make evolve the system behavior at execution-time, to adapt to changes in its environment, and (iii) the accounting of the physical resources limitations in execution platforms. The use of software components is a design approach which, though the abstraction of technical details, cases software complexity management. It meets the first requirement and is the basis of our proposals. Based on this approach, we intend to answer the following question: how components should be developed to satisfy the requirements that derive from strong physical constraints and the need of software evolution? To answer this question, we first introduce the notion of component reification. A reification is a collection of data and behaviors that encapsulate aspects of the component at a specific point of its life-cycle. Based in this concept, we then propose optimization techniques for the generation of the glue code that ensures the interoperability of components, in order to satisfy the physical constraints due to limited resources. These techniques make possible the definition of optimization levels for each instance of the component model entities, which allows us to adjust the performance of the software to its (extra)functional needs. Then, we define four categories of evolution based on evolution my characteristics of each entity of the model, and we deploy an evolution infrastructure tailored to the systems evolution needs, coupled with the softwares performance requirements.