middlewares para sistemas embarcados (embutidos) jordan janeiro

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  • Middlewares para Sistemas Embarcados (Embutidos) Jordan Janeiro
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  • Introduo - Esclarecimento Sistemas embarcados ou sistemas embutidos?
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  • Introduo - Definio O que so sistemas embarcados? So sistemas microprocessados, embutidos nos dispositivos que eles iro controlar, capazes de realizar tarefas especficas com recursos computacionais restritos.
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  • Dificuldades Escassez de recursos. Estaes de trabalho com memria cache da UCP maior do que memria ROM ou RAM de dispositivos embarcados. Forma de programao atingida. Algoritmos otimizados. Lembra o passado.
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  • Demanda No se deve menosprezar o mercado ! 11 bilhes de dispositivos manufaturados por ano (2003). Porm o mercado foi menosprezado no incio e...
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  • Motivao Devido ao ciclo da oferta x demanda, o mercado de hardware obteve maior ateno. Fbricas de software ignoradas. Desenvolvimento de software ad-hoc. Problemas com heterogeneidade de equipamentos. Reflexo...
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  • Middlewares MicroQoSCORBA OCP OCP - Open Control Platform RU NES RUNES - Reconfigurable, Ubiquitous, Networked Embedded Systems
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  • MicroQoSCORBA Viso Geral Sistema baseado em CORBA. Adaptaes no compilador IDL. Adaptaes na interao entre ORBs. Tecnologia de comunicao das camadas mais baixas alterada.
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  • MicroQoSCORBA Compilador IDL Configurar arquivos e gerar stubs e esqueletos. No um compilador genrico (one size fits all). Gera cdigos otimizados para determinados ORBs customizados. Permite que cdigos de protocolos e da camada de transporte sejam selecionados e codificados nos stubs. Remove complexidade do ORB; Elimina ligao desnecessria com o cdigo de protocolos e transportes no lado do cliente;
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  • MicroQoSCORBA Customizao de ORBs Muito pode ser feito no cdigo do stub ou esqueleto para reduzir o uso de recursos. ORBs podem ser customizados. Eles podem ser configurados para possurem perfis de uso de recursos e perfomance. ORBs customizados mantm interoperabilidade com ORBs padro. Interoperabilidade x Requisitos de HW e SW
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  • MicroQoSCORBA - Comunicao Suporta IIOP e UDP. Suporta tambm um subconjunto de padres de comunicao CORBA (MQC IOP). So eliminadas: excees, tipos de dado muito grandes e mensagens desnecessrias. Adiciona na arquitetura CORBA uma camada de transporte Dessa forma camadas de transporte especficas de um ambiente sero desenvolvidas conforme necessrio.
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  • MicroQoSCORBA - QoS Suporta alguns requisitos de QoS. Tolerncia falhas (redundncia temporal e redundncia por valor), segurana (separar canais de controle dos canais de dados) e responsividade. Cada um dos requisitos possui diferentes mecanismos implementados que ponderam QoS x Consumo de Recursos. Criptografia x latncia x uso de memria e energia.
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  • OCP Viso Geral Baseado no Bold Stroke. Utiliza componentes do RT CORBA (ACE/TAO). Agrega novas funcionalidades ao Bold Stroke. Ferramentas de simulao e integrao em anexo. Simulink
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  • OCP Herana (Bold Stroke) Baseado em CORBA. Software financiado pela Boeing. Utilizado nos caas da McDonell Douglas Corporation. Implementava todos os sistemas (navegao, interface piloto-veculo e controle de armas). No era utilizado no gerenciamento do veculo. Controles de vo crticos eram implementados. Seus maiores objetivos so: implementar o gerenciamento do veculo no middleware (OCP) e permitir todos os nveis de controle de vo de UAVs.
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  • OCP RT CORBA O ACE/TAO foi usado para permitir o desenvolvimento de aplicaes de controle de vo. Era necessrio algumas otimizaes. Prover eventos leves para diminuir o fluxo de mensagens no agente central do Servio de Eventos de TR do TAO. Cache local de um objeto distribudo no lado do cliente, evitando que a thread fique bloqueada e que o canal de eventos fique congestionado. Suporte a protocolos plugveis (GIOP-lite sobre memria compartilhada).
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  • OCP - Novas funcionalidades Implementa um framework para gerenciamento de recursos, garantindo a qualidade de servio de um aplicao. Suporte a sistemas hbridos Suporte a gatilho de tempo precisos nos nvel de aplicao. Foi criado um framework para encapsular tarefas especficas de hardware, expondo-as para uma aplicao atravs de uma interface limpa.
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  • RUNES - Viso Geral A construo do middleware se baseia em uma linguagem independente de modelos de componentes (OpenCOM de Lancaster). Complementado pelos Component Frameworks Complementado pelos Meta-modelos reflexivos
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  • RUNES Modelo de Componentes
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  • Comparaes (1/2) OCPMicroQoSCORBARUNES rea de aplicao Controle de veculos areos no- habitados (seus sistemas) Genrica Combate a incndios (primeiro teste feito) MaturidadeMuito AltaMdia Classificao de tempo real Hard Soft Paradigma de programao Orientado a objetosORB Frameworks e Reflexo Computacional Tolerncia Falhas Presente Ausente HeterogeneidadeMdiaMdia-AltaAlta InteroperabilidadeBaixaAlta
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  • Comparaes (2/2) Adaptao dinmicaPresente ExtensibilidadeBaixa Alta Ferramentas de SimulaoSimulinkAusenteTrueTime Ambientes de Execuo Nos sistemas operacionais: Windows, Linux, VxWorks e QNX No sistema operacional Linux e nas placas SaJe e TINI No sistema operacional Contiki (sensores) UsabilidadeFcil (C++)Mdia (CORBA) Difcil (Framework, Reflexo Computacional, OpenCOM)
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  • Concluses H pelo menos um ponto positivo em cada um dos middlewares. MicroQoSCORBA Tolerncia a falhas (QoS), interoperabilidade. OCP Maturidade e usabilidade (C++). RUNES Extensibilidade, interoperabilidade, heterogeneidade.