A time Petri net based approach for software synthesis in Hard Real-Time embedded systems with multiple processors

Abstract

Atualmente, sistemas embarcados são ubíquos. Em outras palavras, eles estão em todos os lugares. Desde utilitários domésticos (ex: fornos microondas, refrigeradores, videocassetes, máquinas de fax, máquinas de lavar roupa, alarmes) até equipamentos militares (ex: mísseis guiados, satélites espiões, sondas espaciais, aeronaves), nós podemos encontrar um sistema embarcado. Desnecessário afirmar que a vida humana tem se tornado mais e mais dependente desses sistemas. Alguns sistemas embarcados são classificados como sistemas de tempo real, onde o comportamento correto depende não somente da integridade dos resultados, mas também nos tempos em que tais resultados são produzidos. Em sistemas embarcados de tempo real críticos, se as restrições temporais não forem satisfeitas, as conseqüências podem ser desastrosas, incluindo grandes danos aos equipamentos ou mesmo perdas de vidas humanas. Devido a tarefas que possuem alta taxa de utilização de processador, alguns sistemas embarcados (ex: dispositivos médicos) precisam ser compostos de mais de um processador para obter performance aceitável e, no caso de sistemas embarcados de tempo real críticos, para satisfazer as restrições temporais críticas. Entretanto, questões adicionais precisam ser consideradas para lidar com um ambiente multiprocessado, tal como comunicação entre processadores e sincronização. Nessa dissertação, um método de síntese de software baseado no formalismo matemático redes de Petri com tempo é apresentado para lidar com sistemas embarcardos de tempo real críticos com múltiplos processadores. A abordagem inicia a partir de uma especificação (usualmente composta de tarefas concorrentes e comunicantes) e automaticamente gera o código fonte de um programa considerando: (i) as funcionalidades e restrições; e (ii) o suporte operacional para execução das tarefas em um ambiente multiprocessado. Síntese de software é uma alternativa para sistemas operacionais especializados para dar suporte a execução de um programa. Sistemas operacionais são usualmente genéricos e podem introduzir atrasos no tempo de execução, e ao mesmo tempo produzir alto consumo de memória. Por outro lado, a síntese de software é uma alternativa de projeto, dado que este método automaticamente gera o código fonte do programa, satisfazendo a funcionalidade, as restrições especificadas, o suporte para execução, e a minimização dos atrasos e uso de memória