3.2.2 Arquitectura de referencia para sistemas de tiempo real

fuente de alimentación

En su forma más simple, un sistema informático consta de una CPU y la memoria interconectados por un bus. Hay tres buses en todo el sistema: el de corriente eléctrica, direcciones y datos

CPU MEMORIA

I /O

Arquitectura Von Newman

Al crear sistemas en tiempo real empotrados no hay margen para el error. La naturaleza demanda de un producto final que será poderoso, eficiente y confiable.

Los desarrolladores sofisticados confían en las soluciones de patrones de diseño. —que proveen soluciones a cambios recurrentes de diseño—

para la construcción de sistemas de evaluación en tiempo real y a prueba de fallos. Los patrones de diseño en tiempo real es la referencia más importante para los desarrolladores que buscan emplear esta técnica de gran alcance.

El UML es ampliamente aceptado como el lenguaje estándar de facto para la especificación y diseño de sistemas intensivos en software utilizando un enfoque orientado a objetos. Al reunir a los "mejores de su clase" en técnicas de especificación.

Con respecto a los sistemas en tiempo real son los modelos de comportamiento UML los que son de interés.

Un Sistema de Tiempo Real (STR) puede definirse como aquél que debe completar sus actividades en plazos de tiempo predeterminados.

Un campo clásico de aplicación de los Sistemas de Tiempo Real es el de los sistemas de control. No obstante, muchos sistemas de tiempo real no pertenecen a los denominados sistemas de control.

Un ejemplo típico de un sistema de control es un controlador remoto de la temperatura de un horno de fundición de aceros especiales que actúa en función de la temperatura del mismo.

El sistema de control (controlador) puede leer los sensores de temperatura del horno cada cierto tiempo, éste en función de los valores recibidos, del instante de tiempo considerado y de la situación del horno decide incrementar o decrementar la temperatura actuando sobre el sistema de calentamiento.

Para controlar o monitorizar un sistema externo, el diseñador del STR deberá construir un modelo del sistema a controlar en el que incluya la información necesaria para poder controlar la evolución dinámica del mismo. A esta información se le denomina estado.

Un mismo evento puede dar lugar a dos estados distintos en función de alguna condición (relacionada con algún valor de una variable o del reloj). El cambio de estado puede provocar otro evento o acción sobre otra parte del sistema.

El desarrollo de sistemas de tiempo real podría hacerse como cualquier otro sistema de software empleando cualquier modelo de ciclo de vida. No obstante, la importancia que los aspectos temporales tienen en este tipo de sistemas hace que la atención del diseñador deba concentrarse en algunos aspectos desapercibidos en sistemas de información.

En un sistema de computador embebido generalizado cada computador interactúa directamente con el equipamiento físico en el mundo real. Con el fin de controlar esos dispositivos del mundo real, el computador necesitará muestrear los dispositivos de medida a intervalos regulares; por lo tanto, se precisa un reloj de tiempo real.

Ejemplo de un sistema en tiempo real.

Actividades en una computadora de automobil.

Control deVelocidad

Control decombustible

Control de Frenado

Otro software no-critico

C=4ms.T=20ms.D=5ms.

C=10ms.T=40ms.D=40ms.

C=40ms.T=80ms.D=80ms.

C=10ms.T=40ms.

C=tiempo de computo (peor caso), T=Periodo de ejecucion, D=Plazo de respuesta

Dominio Industrial◦ Controlador de la planta◦ Robot para tratamiento de material peligroso

Uso militar◦ Sistema de reconocimiento de blancos automático◦ Sistema de guiado de misiles y navegación

Sistemas altamente críticos◦ Plantas nucleares◦ Sistemas de aviónica

Aplicaciones de los Sistemas de Tiempo Real