Configuration Et Deploiement D Applications Temps Reel Reparties Embarquees A L Aide D Un Langage De Description D Architecture
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Embedded Systems
Since the construction of the first embedded system in the 1960s, embedded systems have continued to spread. They provide a continually increasing number of services and are part of our daily life. The development of these systems is a difficult problem which does not yet have a global solution. Another difficulty is that systems are plunged into the real world, which is not discrete (as is generally understood in computing), but has a richness of behaviors which sometimes hinders the formulation of simplifying assumptions due to their generally autonomous nature and they must face possibly unforeseen situations (incidents, for example), or even situations that lie outside the initial design assumptions. Embedded Systems presents the state of the art of the development of embedded systems and, in particular, concentrates on the modeling and analysis of these systems by looking at “model-driven engineering”, (MDE2): SysML, UML/MARTE and AADL. A case study (based on a pacemaker) is presented which enables the reader to observe how the different aspects of a system are addressed using the different approaches. All three systems are important in that they provide the reader with a global view of their possibilities and demonstrate the contributions of each approach in the different stages of the software lifecycle. Chapters dedicated to analyzing the specification and code generation are also presented. Contents Foreword, Brian R. Larson. Foreword, Dominique Potier. Introduction, Fabrice Kordon, Jérôme Hugues, Agusti Canals and Alain Dohet. Part 1. General Concepts 1. Elements for the Design of Embedded Computer Systems, Fabrice Kordon, Jérôme Hugues, Agusti Canals and Alain Dohet. 2. Case Study: Pacemaker, Fabrice Kordon, Jérôme Hugues, Agusti Canals and Alain Dohet. Part 2. SysML 3. Presentation of SysML Concepts, Jean-Michel Bruel and Pascal Roques. 4. Modeling of the Case Study Using SysML, Loïc Fejoz, Philippe Leblanc and Agusti Canals. 5. Requirements Analysis, Ludovic Apvrille and Pierre De Saqui-Sannes. Part 3. MARTE 6. An Introduction to MARTE Concepts, Sébastien Gérard and François Terrier. 7. Case Study Modeling Using MARTE, Jérôme Delatour and Joël Champeau. 8. Model-Based Analysis, Frederic Boniol, Philippe Dhaussy, Luka Le Roux and Jean-Charles Roger. 9. Model-Based Deployment and Code Generation, Chokri Mraidha, Ansgar Radermacher and Sébastien Gérard. Part 4. AADL 10. Presentation of the AADL Concepts, Jérôme Hugues and Xavier Renault. 11. Case Study Modeling Using AADL, Etienne Borde. 12. Model-Based Analysis, Thomas Robert and Jérôme Hugues. 13. Model-Based Code Generation, Laurent Pautet and Béchir Zalila.
Configuration et déploiement d'applications temps-réel réparties embarquées à l'aide d'un langage de description d'architecture
La production de systèmes temps-réel répartis embarqués (TR2E) est une opération lourde en temps et en coût de développement. De plus, les applications temps-réel doivent satisfaire des contraintes dures pour assurer leur bon fonctionnement (respect des échéances temporelles...). L'utilisation des langages de description d'architecture vise à réduire le coût de développement de ces applications. AADL (Architecture Analysis & Design Language) fait partie de cette famille de langages. Il propose la notion de ``composant'' (matériel ou logiciel) dont la sémantique bien définie permet de décrire plusieurs aspects d'un système TR2E. Les différentes contraintes qui doivent être satisfaites sont intégrées dans le modèle AADL sous forme de propriétés. Ce travail de thèse exploite les fonctionnalités offertes par AADL pour spécifier les besoins exacts d'une application AADL afin de la produire automatiquement. En effet, le processus de production que nous proposons (1) génère automatiquement le code pour intégrer les composants applicatifs à la plate-forme d'exécution, (2) génère automatiquement une importante partie des composants intergiciels taillés sur mesure pour l'application et (3) déploie automatiquement les composants applicatifs et intergiciels afin d'obtenir un système fortement dédié à l'application. Notamment, la plate-forme d'exécution supportant les composants AADL est elle même configurée statiquement en fonction des propriétés spécifiées. L'approche adoptée réduit le temps de développement et permet d'obtenir un code personnalisé et analysable. La configuration et le déploiement sont désormais automatiques et intégrés à la chaîne de production.
Modélisation des systèmes temps-réel répartis embarqués pour la génération automatique d'applications formellement vérifiées
La construction d'une application répartie fait en général intervenir une couche logicielle particulière, appelée intergiciel, qui prend en charge la transmission des données entre les différents nœuds de l'application. La conception d'applications pour les systèmes embarqués temps-réel implique la prise en compte de certaines contraintes spécifiques à ce domaine, que ce soit en terme fiabilité ou de dimensions à la fois temporelles et spatiales. Ces contraintes doivent notamment être respectées par l'intergiciel. L'objet de ces travaux est la description des applications temps-réel réparties embarquées en vue de configurer automatiquement l'intergiciel adéquat. L'étude se focalise sur la définition d'un processus de conception permettant d'intégrer les phases de description, de vérification et de génération de l'application complète. Pour cela, nous nous reposons sur le langage de description d'architecture AADL. Nous l'exploitons comme passerelle entre la phase de description de l'architecture applicative, les formalismes de vérification, la génération du code exécutable et la configuration de l'exécutif réparti. Nous montrons comment spécifier un exécutif pour AADL afin de produire automatiquement le code applicatif et l'intergiciel pour une application répartie. Nous montrons également comment exploiter ces spécifications pour produire un réseau de Petri afin d'étudier l'intégrité des flux d'exécution dans l'architecture. Afin de valider notre processus de conception, nous avons conçu et développé Ocarina, un compilateur pour AADL qui utilise l'intergiciel schizophrène PolyORB comme exécutif.