Sistemas de Tempo Real

Universidade Eduardo Mondlane
Faculdade de CiÊncias
Departamento de MatemÁtica e InformÁtica

Engenharia de Software
Desenho de Sistemas de tempo Real


Maputo, outubro de 2014

considerações de arquitetura
Por causa da necessidade de responder às exigências feitas pela cronometragem diferentes estímulos / respostas, a arquitetura do sistema deve permitir a comutação rápida entre manipuladores de estímulo.
Demandas faseamento dos diferentes estímulos são diferentes, assim um loop sequencial simples geralmente não é adequado.
Sistemas de tempo real são normalmente concebidos como processos de cooperação com um executivo em tempo real controle desses processos.
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Estímulo / Sistemas de Resposta
Dado um estímulo, o sistema deve produzir uma Resposta dentro de um prazo especificado.
Estímulos periódicos: ocorrem em intervalos de tempo previsíveis
Por exemplo, um sensor de temperatura pode ser lida 10 vezes por segundo.
Estímulos aperiódicos: ocorrem em momentos imprevisíveis
Por exemplo, uma falha de energia do sistema, pode acarretar um Interromper o qual tem de ser processado pelo sistema.
Desenho de Sistemas de Tempo Real
Definição

Um sistema de tempo real, é um sistema que o seu correcto funcionamento do depende dos resultados produzidos pelo mesmo e o tempo em que estes resultados são produzidos.
Um sistema de tempo real é um sistema cujo funcionamento é prejudicado se os resultados não são produzidos de acordo com os requisitos de tempo especificados.
Um sistema de tempo real é um sistema cujo funcionamento é incorrecto se os resultados não são produzidos de acordo com a especificação de tempo.
Desenho de Sistemas de Tempo Real
Sistemas de tempo Real
Sistemas que monitoram e controlam o seu Ambiente.
Às vezes, associados a dispositivos de hardware
Sensores: coletam dados do ambiente do sistema;
Atuadores: Mudam (de alguma forma) o ambiente do sistema;
O tempo é crítico: Sistemas de tempo real devem Responder dentro de prazos especificados.
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TÓpicos
Definição
Arquitetura
Desenho
restrições de tempo
Modelacao de sistemas de tempo real
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Bibliografia
pt.wikipedia.org/wiki/Sistema_operacional_de_tempo-real
www.electro.fisica.unlp.edu.ar/temas/p7/HRT/Chapter11
Sommerville i. (2006). Software engineering, 8ª edição. 868pp.china
http://www.ni.com/white-paper/3938/en/



Desenho de Sistemas de Tempo Real
Um modelo de sistema em tempo real
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Elementos do Sistema
Processo de controle Sensor
Coletar informações provenientes de sensores. Podem amenizar informações coletadas.
processador de dados
Realiza o processamento das informações coletadas e calcula a resposta do sistema.
Processo de controle do atuador
Gera sinais de controle para os atuadores.
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Modelação de sistemas de tempo real
O efeito de um estímulo em um sistema em tempo real, pode desencadear uma transição de um estado para outro.

Máquinas de estados finitos podem ser usadas para modelar sistemas de tempo real.

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Processos sensores / atuadores
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restrições de tempo
Pode exigir simulação extensa e experiência para garantir que estes sejam atendidas pelo sistema.
Pode significar que certas estratégias de design, como design orientado a objeto não pode ser usado devido à sobrecarga adicional envolvida.
Pode significar que os recursos de linguagem de programação de baixo nível têm de ser utilizados por razões de desempenho.
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Processo de Desenho de sistemas de tempo real
Identifique os estímulos a serem processados e as respostas necessárias para estes estímulos.
Para cada estímulo e resposta, identificar as restrições de tempo.
Agregar o processamento de estímulo e resposta em processos simultâneos. Um processo pode ser associado a cada uma das classes de estímulo e resposta.
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Desenho do sistema
Projetar tanto o hardware como o software associado ao sistema. Funções de partição para hardware ou software.
As decisões do projeto devem ser feitas com base em requisitos não-funcionais.
Hardware proporciona melhor desempenho, mas potencialmente mais desenvolvimento e menos espaço para mudanças.
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Processo de Desenho de sistemas de tempo real(cont)
Algoritmos de projeto para processar cada classe de estímulo e resposta. Estes devem atender aos requisitos de tempo dado.
Projetar um sistema de agendamento que irá garantir que os processos são iniciados a tempo de cumprir seus prazos.
Integrar usando um sistema operacional de tempo real (RTLinux, WinCE, VxWorks, etc).
Benefícios: temporizador precisos e escalonamento preemptivo
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