Архитектура, синхронизированная по времени
Архитектура с синхронизацией по времени (сокращенно TTA ), также известная как система с синхронизацией по времени , представляет собой компьютерную систему, которая выполняет один или несколько наборов задач в соответствии с заранее определенным и установленным расписанием задач. [1] Реализация системы TT обычно предполагает использование одного прерывания, связанного с периодическим переполнением таймера. Это прерывание может управлять планировщиком задач (ограниченная форма операционной системы реального времени ). Планировщик, в свою очередь, высвободит системные задачи в заранее определенные моменты времени. [1]
История и развитие
[ редактировать ]Поскольку у них очень детерминированный временной режим, системы TT уже много лет используются для разработки критически важных для безопасности аэрокосмических и связанных с ними систем. [2]
Ранним текстом, в котором излагаются принципы архитектуры, управляемой по времени, связи и подходов с разреженным временем, является « Системы реального времени: принципы проектирования распределенных встраиваемых приложений» в 1997 году. [3]
Использование систем TT стало популяризировано публикацией « Шаблоны для встраиваемых систем с синхронизацией по времени» (PTTES) в 2001 году. [1] и соответствующая вводная книга Embedded C в 2002 году. [4] В книге PTTES также представлены концепции гибридных планировщиков с синхронизацией по времени (архитектура для систем с синхронизацией по времени, требующих упреждения задач) и планировщиков с общими часами (архитектура для распределенных систем с синхронизацией по времени, включающих несколько синхронизированных узлов). [1]
С момента публикации PTTES была проведена обширная исследовательская работа по системам TT. [5] [6] [7] [8] [9] [10]
Текущие приложения
[ редактировать ]Системы с таймером теперь обычно ассоциируются с международными стандартами безопасности, такими как IEC 61508 (промышленные системы), ISO 26262 (автомобильные системы), IEC 62304 (медицинские системы) и IEC 60730 (бытовые товары).
Альтернативы
[ редактировать ]Системы, запускаемые по времени, можно рассматривать как подмножество более общей системной архитектуры, запускаемой по событиям (ET) (см. Программирование, управляемое событиями ).
Реализация системы ET обычно предполагает использование нескольких прерываний, каждое из которых связано с определенными периодическими событиями (например, переполнением таймера) или апериодическими событиями (например, поступлением сообщений по коммуникационной шине в случайные моменты времени). Проекты ET традиционно связаны с использованием так называемой операционной системы реального времени (или RTOS), хотя использование такой программной платформы не является определяющей характеристикой архитектуры ET. [1]
См. также
[ редактировать ]- Программирование, управляемое событиями (альтернативная архитектура компьютерных систем)
- IEC 61508 (соответствующий стандарт безопасности)
- ISO 26262 (соответствующий стандарт безопасности)
- DO-178C (соответствующий стандарт безопасности)
- Жизненно важная система (обычное применение для архитектур TT)
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Jump up to: а б с д и Понт, MJ (2001) «Шаблоны для встраиваемых систем, запускаемых по времени», Addison-Wesley / ACM Press. ISBN 0-201-331381 .
- ^ Уорд, Нью-Джерси (1991) «Статический анализ критически важной для безопасности системы управления авионикой», Корбин, Д.Э. и Брей, Н.П. (ред.) «Безопасность воздушного транспорта: материалы весенней конференции Общества по безопасности и надежности, 1991» Опубликовано SaRS, Ltd.
- ^ Копец, Х. (1997) «Системы реального времени: принципы проектирования распределенных встраиваемых приложений», Международная серия Springer по инженерным наукам и информатике. ISBN 978-0792398943 .
- ^ Понт, MJ (2002) «Встроенный C», Аддисон-Уэсли. ISBN 0-201-79523-X .
- ^ Атаид, К.Ф., Понт, М.Дж. и Аяву, Д. (2008) «Развертывание архитектуры с общими часами, запускаемыми по времени, в многопроцессорной системе на кристалле», в материалах 4-го UK Embedded Forum (сентябрь 2008 г., Саутгемптон) , Великобритания).
- ^ Аяву, Д., Понт, М.Дж., Шорт, М. и Паркер, С. (2007) «Два новых алгоритма планирования с общими часами для использования с распределенными системами на базе CAN», Microprocessors and Microsystems, 31 (5): 326 –334.
- ^ Чан, К.Л. и Понт, М.Дж. (2010) «Неинвазивное обнаружение нарушений временных ограничений в режиме реального времени во встроенных системах с синхронизацией по времени», Материалы 7-й Международной конференции IEEE по встраиваемому программному обеспечению и системам, Брэдфорд, Великобритания, 2010 г. , стр. 1978–1986. Опубликовано Компьютерным обществом IEEE. ISBN 978-0-7695-4108-2 .
- ^ Генди, А.К. и Понт, М.Дж. (2008) «Автоматическая настройка планировщиков с таймером для использования с однопроцессорными встроенными системами с ограниченными ресурсами», IEEE Transactions on Industrial Informatics, 4 (1): 37–46.
- ^ Хьюз, З.М. и Понт, М.Дж. (2008) «Уменьшение влияния перерасхода задач во встроенных системах с ограниченными ресурсами, в которых используется архитектура программного обеспечения с синхронизацией по времени», Труды Института измерения и контроля, Vol. 30: стр. 427–450.
- ^ Фатрапорнанант, Т. и Понт, М.Дж. (2006) «Уменьшение джиттера во встроенных системах с использованием архитектуры программного обеспечения с синхронизацией по времени и динамического масштабирования напряжения», IEEE Transactions on Computers, 55 (2): 113–124.