DISEÑO DE SISTEMAS

Señale y describa el proceso de diseño de sistemas de tiempo real aplicado a un robot para el tratamiento de material peligroso

ARQUITECTURAS DE TIEMPO REAL

El diseño de arquitecturas de tiempo real involucra 2 aspectos:

Nivel de Nodo: cada procesador debe proveer velocidad y predecibilidad

en la ejecución de tareas de tiempo real, manejo de interrupciones, e

interacción con el mundo externo.

Nivel de Sistema. En este nivel las comunicaciones y la tolerancia a

fallos son 2 aspectos que hacen difícil la predecibilidad. De cualquier

manera, estos aspectos son inevitables.

DISEÑO

Cuando se diseña un sistema de tiempo real se pasa por varias fases:

1. Se identifican todas las tareas que se tienen que realizar y también se

identifican las restricciones temporales que se pretenden cumplir.

2. Posteriormente se codifican los programas que ejecutarán las tareas.

3. Posteriormente se pasa a medir el tiempo de cómputo de cada tarea y

se realiza un análisis de planificabilidad.

Este análisis consiste en aplicar unas pruebas al conjunto de tareas de tal

forma que si éstas pasan el test entonces se puede garantizar que ninguna

tarea perderá su plazo de ejecución. De lo contrario si no pasan el test se tiene

que volver a comenzar desde el principio, es decir, comenzar de nuevo,

utilizando otro procesador más potente o utilizando otros algoritmos para

implementar las tareas.

Para evitar los problemas que se tienen durante el diseño de software de

tiempo real se establecieron algunas metodologías como:

Metodología de flujo de datos.

Metodología de estructura de datos.

Metodología orientada a objetos.

ELEMENTOS QUE COMPONEN UN STR

Aspectos de integración y de rendimiento.

Manejo de Interrupciones.

Bases de Datos de Tiempo Real.

Sistemas Operativos de Tiempo Real.

Lenguajes de Tiempo Real.

Sincronización y comunicación de tareas.

APLICACIÓN

Dominio Industrial:a. Controlador de la planta.

b. Robot para tratamiento de material peligroso

Uso militar:a. Sistema de reconocimiento de blancos automático.

b. Sistema de guiado de misiles y navegación.

Sistemas altamente críticos:a. Plantas nucleares.

b. Sistemas de aviónica.

Otros:

a. Tren.

b. Automóviles.

c. Teléfonos móviles.

d. Televisores.

Los sistemas operativos en tiempo real (SOTR) fueron diseñados para

aplicaciones basadas en el tiempo real.

Ejemplos:

MaRTE OS.

QNX.

LynxOS.

RedHat Embedded Linux.

eCos (Linux).

Ubuntu Studio (Linux).

VxWorks.

Windows CE.

DuinOS.

Symbian.

Por lo general, un SOTR suele tener la misma arquitectura que un SO

convencional, pero su diferencia radica en que proporciona mayor prioridad a

los elementos de control y procesamiento que son utilizados para ejecutar los

procesos o tareas.

CLASIFICACION DE SISTEMAS DE TIEMPO REAL

1. Tiempo real estricto (hard real-time): Todas las acciones deben ocurrir

dentro del plazo especificado.

Ejemplo: se usa en los sistemas de control. Si un sistema de control de

frenado de un coche no responde a tiempo (antes del choque), la

respuesta sería inútil, ya no haría falta (el coche ya se habría chocado).

2. Tiempo real flexible (soft real-time): Se pueden perder plazos de vez en

cuando el valor de la respuesta decrece con el tiempo.

Ejemplo: se usa en las computadoras personales, donde queremos que

el tiempo medio de respuesta sea pequeño, pero no es crítico si una

respuesta llega después del tiempo medio.

3. Tiempo real firme (firm real-time): Una respuesta tardía no tiene valor.

Se pueden perder plazos ocasionalmente.

Ejemplo: sistemas multimedia.