Herramienta para el modelado y an

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Herramienta para el modelado y análisis de
planificabilidad de aplicaciones RT-Java sobre
RT-Linux

• Máster en Computación
• Director de TFM José María Drake Moyano
• José María Martínez Lanza

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Tabla de contenidos

• Introducción
• Herramienta RTLinuxNodeModelEstimator
• Módulo TimeMntr
• Herramienta RTCode4TimeMntr
• Aplicación BURTA
• Conclusiones y trabajo futuro

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Tabla de contenidos

• Introducción
• Aplicaciones RT-Java
• Objetivos
• Patrones de diseño de aplicaciones de tiempo real
• Estructura de modelos de planificabilidad
• Herramienta RTLinuxNodeModelEstimator
• Módulo TimeMntr
• Herramienta RTCode4TimeMntr
• Aplicación BURTA
• Conclusiones y trabajo futuro

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Aplicaciones RT-Java

• Industria y JAVA
• Especificación RTSJ
• Aplicaciones en RT-Java

5
Objetivos

• Herramienta para la evaluación del modelo de
  plataforma.
• Herramienta para la evaluación del modelo lógico
  y reactivo de
• aplicación RT-Java.

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Patrones de diseño de TR

• Patrón Protected

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Patrones de diseño de TR

• Respuesta periódica con requisito temporal final

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Patrones de diseño de TR

• Respuesta periódica con requisito temporal final

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Patrones de diseño de TR

• Respuesta a un evento del entorno con requisito
  temporal final

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Patrones de diseño de TR

• Respuesta a un evento del entorno con requisito
  temporal final

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Patrones de diseño de TR

• Respuestas con requisitos temporales intermedios

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Patrones de diseño de TR

• Respuestas con requisitos temporales intermedios

13
Patrones de diseño de TR

• Respuesta con jitter acotado de entrada y salida

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Patrones de diseño de TR

• Respuesta con jitter acotado de entrada y salida

15
Patrones de diseño de TR

• Respuesta que se comunica con un sistema de no
  tiempo real

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Patrones de diseño de TR

• Respuesta que se comunica con un sistema de no
  tiempo real

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Modelos de planificabilidad

• Modelo de plataforma
• RTSJ en Linux Planificador y relojes.
• Modelo lógico
• Elementos de modelado.
• Modelo reactivo
• Respuestas

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Tabla de contenidos

• Introducción
• Herramienta RTLinuxNodeModelEstimator
• Parámetros de plataforma y estrategia de medida
• Programa de medida
• Módulo TimeMntr
• Herramienta RTCode4TimeMntr
• Aplicación BURTA
• Conclusiones y trabajo futuro

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Parámetros y estrategia

• Rango de prioridades
• Cambios de contexto entre threads
• Uso de CPU del no-rt timer
• Resolución del rt timer

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Parámetros y estrategia

• Rango de prioridades
• Cambios de contexto entre threads
• Uso de CPU del no-rt timer
• Resolución del rt timer

21
Parámetros y estrategia

• Rango de prioridades
• Cambios de contexto entre threads
• Suspensión temporal
• Uso de CPU del no-rt timer
• Resolución del rt timer

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Parámetros y estrategia

• Rango de prioridades
• Cambios de contexto entre threads
• Suspensión en un objeto protegido
• Uso de CPU del no-rt timer
• Resolución del rt timer

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Parámetros y estrategia

• Rango de prioridades
• Cambios de contexto entre threads
• Cambio cruzado de prioridad
• Uso de CPU del no-rt timer
• Resolución del rt timer

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Parámetros y estrategia

• Rango de prioridades
• Cambios de contexto entre threads
• Suspensión en un mutex
• Uso de CPU del no-rt timer
• Resolución del rt timer

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Parámetros y estrategia

• Rango de prioridades
• Cambios de contexto entre threads
• Uso de CPU del no-rt timer
• Resolución del rt timer

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Parámetros y estrategia

• Rango de prioridades
• Cambios de contexto entre threads
• Uso de CPU del no-rt timer
• Resolución del rt timer

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Programa de medida

• Estructura del programa
• Modelo MAST2
• Informe de texto

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Programa de medida

• Estructura del programa
• Modelo MAST2
• Informe de texto

ltmast_mdlMAST_MODEL Model_Name"RTLinuxNode" Model_Date"2013-04-03T230518" ..."gt ... ltmast_mdlFixed_Priority_Policy Min_Priority"11" Max_Priority"58" Worst_Context_Switch"28.96E-6" Avg_Context_Switch"9.036E-6" Best_Context_Switch"8.171E-6"/gt lt/mast_mdlPrimary_Schedulergt lt/mast_mdlMAST_MODELgt
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Programa de medida

• Estructura del programa
• Modelo MAST2
• Informe de texto

RTLinuxModelEstimator application results report Priority Range Probe Highest Real-time priority 58 Lowest Real-time priority 11 Timed Suspension Context Switch Probe Number of context switches 5772 Maximum context switch time 28.96E-6 Minimum context switch time 10.82E-6 Average context switch time 12.76E-6
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Tabla de contenidos

• Introducción
• Herramienta RTLinuxNodeModelEstimator
• Módulo TimeMntr
• Estrategia de herramienta y definición de
  anotaciones
• Programa de medida
• Herramienta RTCode4TimeMntr
• Aplicación BURTA
• Conclusiones y trabajo futuro

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Estrategia y anotaciones

• Invocaciones durante los ciclos de ejecución
• Anotaciones estilo JAVADOC y a partir de los
  estereotipos de los patrones
• (/ _at_OORT_.... /)

/ _at_OORT_protected / Clase Protected Constructor() / _at_OORT_synchronized / synchronized()
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Programa de medida

• Clase principal y listas de elementos

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Tabla de contenidos

• Introducción
• Herramienta RTLinuxNodeModelEstimator
• Módulo TimeMntr
• Herramienta RTCode4TimeMntr
• Instrumentación del código de la aplicación de
  tiempo real
• Estrategias de herramienta
• Aplicación BURTA
• Conclusiones y trabajo futuro

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Instrumentación de código

• Patrones ejecutores

import TimeMntr. / _at_OORT_eventHandler // _at_OORT_periodicExecutor / Clase Executor private int monitores Constructor() public void run() createThreadMnrt() recordThrProcessInstant() while(!interrupted()) recordThrProcessInstant()
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Instrumentación de código

• Patrones protegidos

import TimeMntr. / _at_OORT_protected // _at_OORT_eventSource // _at_OORT_synchronizer / Clase Protected private int monitores Constructor() createProtectedResource() createProtectedOperMntr() / _at_OORT_eventTrigger / eventTrigger() recordOperProcessInstant() notify() recordOperProcessInstant()
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Instrumentación de código

• Main

Import TimeMntr. / _at_OORT_main / Clase Main private static TimeMntr mntr Main() new NoHeapRealTimeThread().run() mntr new TimeMntr() .start() / .close() mntr.stopRecordingData() mntr.createMastModel()
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Estrategias de herramienta
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Tabla de contenidos

• Introducción
• Herramienta RTLinuxNodeModelEstimator
• Módulo TimeMntr
• Herramienta RTCode4TimeMntr
• Aplicación BURTA
• Especificación y diseño lógico de la aplicación
• Diseño de la respuesta MetrologyUpdating
• Generación del modelo de planificabilidad
• Conclusiones y trabajo futuro

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Especificación y diseño lógico
40
Diseño de MetrologyUpdating
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Generación del modelo

• Clase instrumentada por RTCode4TimeMntr

/ _at_OORT_eventHandler / private class PerturbographExecutor extends NoHeapRealtimeThread private Perturbogram target private Perturbograph task private int peSrc public PerturbographExecutor() super() public void run() peSrc tTimeMntr.createThreadMntr(TimeMntr.toString(this)) PerturbogramData pData new PerturbogramData() TimeMntr.recordTheadTime(peSrc) while(!interrupted()) target.awaitPerturbogram(pData) task.submit(pData) TimeMntr.recordTheadTime(peSrc)
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Generación del modelo

• Modelo obtenido con TimeMntr

lt!-- "Perturbograph.PerturbographExecutor_1e51060" Executor model--gt ltmast_mdlThread Name"Perturbograph.PerturbographExecutor_1e51060.thread" Scheduler"platformNode.sheduler"gt ltmast_mdlFixed_Priority_Params Priority"41"/gt lt/mast_mdlThreadgt ltmast_mdlEnclosing_Operation Name"Perturbograph.PerturbographExecutor_1e51060.response" Worst_Case_Execution_Time"977.920241E-3" Avg_Case_Execution_Time"975.023895E-3" Best_Case_Execution_Time"861.168964E-3"gt ltmast_mdlOperation Name"Perturbogram_9ed927.awaitPerturborgram"/gt ltmast_mdlOperation Name"Perturbogram_9ed927.marshall"/gt lt/mast_mdlEnclosing_Operationgt
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Generación del modelo

• Modelo obtenido con TimeMntr

lt!-- "Metrology.MetrologyExecutor_1a679b7" Executor model--gt ltmast_mdlThread Name"Metrology.MetrologyExecutor_1a679b7.thread" Scheduler"platformNode.sheduler"gt ltmast_mdlFixed_Priority_Params Priority"47"/gt lt/mast_mdlThreadgt ltmast_mdlRegular_End_To_End_Flow Name"Metrology.MetrologyExecutor_1a679b7.e2ef"gt ltmast_mdlPeriodic_Event Name"trigger" Period"0E0"/gt ltmast_mdlInternal_Event Name"end"gt ltmast_mdlHard_Global_Deadline Referenced_Event"trigger" Deadline"0E0"/gt lt/mast_mdlInternal_Eventgt ltmast_mdlInternal_Event Name"internalEvent0"/gt ltmast_mdlStep Input_Event"trigger" Output_Event"internalEvent0" Step_Schedulable_Resource"Metrology.MetrologyExecutor_1a679b7.thread" Step_Operation"Metrology.MetrologyExecutor_1a679b7.response" Hold_Schedulable_Resource"NO"/gt ltmast_mdlStep Input_Event"internalEvent0" Output_Event"end" Step_Schedulable_Resource"Perturbograph.PerturbographExecutor_1e51060.thread" Step_Operation"Perturbograph.PerturbographExecutor_1e51060.response" Hold_Schedulable_Resource"NO"/gt lt/mast_mdlRegular_End_To_End_Flowgt
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Tabla de contenidos

• Introducción
• Herramienta RTLinuxNodeModelEstimator
• Módulo TimeMntr
• Herramienta RTCode4TimeMntr
• Aplicación BURTA
• Conclusiones y trabajo futuro

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Conclusiones y trabajo futuro

• Resultados satisfactorios
• Aplicaciones funcionales
• RTNodeModelEstimator
• Tiempos de acceso a drivers de tiempo real
• RTCode4TimeMntr
• Optimización del código y nuevos algoritmos
• TimeMntr
• Implementación de merge y fork para threads

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