Управляющие процессы в СРВ

 

Для улучшения реактивности систем реального времени их принято строить как набор взаимодействующих параллельно выполняемых процессов (задач, потоков). Обобщённая структура управляющих процессов приведена ниже (Рисунок 5).

 

 

Рисунок 5 Процессы в системе реального времени.

 

Процессы управления датчиками производят опрос их значений через заданные интервалы времени. В СРВ применяется модель, когда один процесс управляет датчиками одного типа; таким образом, число процессов управления датчиками должно равняться числу типов применяемых в системе датчиков. Полученные значения отправляются процессу обработки данных, который на основе значений сенсоров вырабатывает ответный сигнал на исполнительные механизмы. Каждый тип исполнительно механизма в СРВ обслуживается собственным процессом управления. Представленная схема взаимодействия параллельных процессов представляет классическую задачу «производитель-потребитель», которая может быть эффективно решена с использованием различного типа очередей (бесконечных или кольцевых буферов).

Проектирование систем реального времени

Приведём описание отличий процесса проектирования СРВ от других систем, как это представлено в [5]

«В настоящее время все больше заметно, что роль и важность нефункциональных требований в разработке комплексных приложений оценивается неадекватно. Для разработчиков систем, для методов, которые они используют, характерна концентрация в первую очередь на функциональности, и лишь потом, сравнительно поздно, - на нефункциональных требованиях. Мы полагаем, что такой подход неверен при производстве безопасных ответственных систем. Например, часто требования по расчету времени рассматриваются в рамках производительности системы как целого. Отсутствие необходимой производительности часто выливается в какие-либо специальные изменения…Эти требования и условия, вносимые средой исполнения, должны приниматься во внимание во время разработки. Во время разработки необходима ранняя привязка программных функций к компонентам устройств с тем, чтобы можно было проводить анализ распределения времени и надёжностных характеристик еще не отлаженной системы.»

Процесс проектирования СРВ, представленный в [3]

1. Определение множества входных сигналов, которые будут обрабатываться системой, и соответствующих им системных реакций.

2. Для каждого входного сигнала и соответствующего ему ответного сигнала вычисляются временные ограничения.

3. Объединение процессов обработки входных и ответных сигналов в виде совокупности параллельных процессов. В корректной модели системной архитектуры каждый процесс связан с определённым классом входных и ответных сигналов.

Разработка алгоритмов, выполняющих необходимые вычисления для всех входных и выходных сигналов. Чтобы получить представление об объёмах вычислительных и временных затрат в процессе обработки сигналов, разработка алгоритмов обычно проводится на ранних этапах процесса проектирования.

5. Разработка временного графика работы системы.

6. Сборка системы, работающей под управлением диспетчера.

Список литературы

1. Гома. Х. Проектирование систем реального времени, параллельных и распределённых приложений. ДМК Пресс, 2002.
2. Дашевский В.П. «Вероятностные методы оценки выполнимости задач в системах реального времени». Автореферат диссертации на соискание степени кандидата технических наук.
3. Иан Соммервилл. Инженерия программного обеспечения. 6-е издание. «Вильямс» 2002.
4. Б. Я. Лурье, П. Дж. Энрайт. Классические методы автоматического управления. «БХВ-Петербург» 2004.
5. A.Burns, A.J.Wellings «Designing the Hard Real-time Systems»
6. Catlin, Brian. Real-Time Systems and Microsoft Windows NT / MSDN