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    Konputagailuen Arkitektura eta Teknologia Saila

    Departamento de Arquitectura y Tecnologa de Computadores 1

    Introduccin al tiemporeal en sistemas

    empotrados

    Departamento de Arquitectura y Tecnologa deComputadores

    Universidad del Pas Vasco / Euskal Herriko Unibertsitatea

    Master en Ingeniera de Sistemas Empotrados

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    ontenido

    ! Introducci"n

    ! Soporte de interrupciones

    ! onceptos de sistemas operativos! Plani#icaci"n en sistemas de tiempo real

    ! Mecanismos de sincroni$aci"n % comunicaci"n

    ! Planificacin de tiempo real con recursos

    compartidos

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    Konputagailuen Arkitektura eta Teknologia Saila

    Departamento de Arquitectura y Tecnologa de Computadores &

    Planificacin de tiempo realcon recursos compartidos

    '()E(I*'

    ! Modelo % propiedades! Inversi"n de prioridad! Polticas de plani#icaci"n con recursos compartidos

    +I+I',-.I.

    ! 0 i3 Real-Time concepts for embedded systems MP+ooks4 255&

    ! 6 iu3 Real-Time Systems, Prentice7Hall4 2555 aptulo 8

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    Plani#icaci"n de tiempo realcon recursos compartidos

    ! Modelo: .;ora las tareas de tiempo real compiten por el

    acceso a los recursos

    : a espera por una secci"n crtica no supone

    consumo de PU : Se conoce el comportamiento de las tareas en

    cuanto a tiempos de e?ecuci"n dentro % #uera dela secciones crticas

    ! Propiedades: *uraci"n acotada de los blo=ueos

    : (@mero de blo=ueos acotados

    : (o interblo=ueos

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    Plani#icaci"n de tiempo realcon recursos compartidos

    ! E?emplo3: Un @nico recurso4 una unidad del recurso

    : Prioridades % eBpulsi"n

    : Una tarea solicita el recurso en el instante tde su tiempo dee?ecuci"n

    : a duraci"n de la S es C

    t C *

    15 D 1 9 18

    2 2 2 9 1A

    3D A 2 2 8

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    Plani#icaci"n de tiempo real conrecursos compartidos

    E?emplo de e?ecuci"n

    t C *

    15 D 1 9 18

    2

    2 2 9 1A

    3D A 2 2 8

    Secci"n crtica ocupada

    3

    2

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    Inversi"n de prioridad

    t C *

    15 94A 1 !" 18

    2

    2 2 9 1A

    3D A 2 2 8

    Secci"n crtica ocupada

    D#se cumple$

    3

    2

    1

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    ! a presencia de secciones crticas introducesituaciones de incumplimiento de pla$os

    : En el e?emplo4 la tarea mFs prioritaria 3

    abandona la PU cuando se dispone a e?ecutar la

    S4 %a =ue Gsta estF ocupada por 2

    : Precisamente4 2no ;a podido liberar la S

    por=ue 3la eBpuls" de la PU por prioridad

    ! Una tarea de ba?a prioridad impide a otra de

    ma%or prioridad cumplir el pla$o

    ! (o es posible acotar la duraci"n de lainversi"n de prioridad

    Inversi"n de prioridad

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    Inversi"n de prioridadespera no acotada

    t C *

    15 1 A 18

    2

    A A 7 7 1A

    32 9 1 2 8

    Secci"n crtica ocupada

    3

    2

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    Polticas de plani#icaci"n conrecursos compartidos

    ! Polticas de plani#icaci"n para evitar lainversi"n de prioridad3: Secciones crticas no eBplulsables

    : Herencia de prioridad

    : )ec;o de prioridad

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    Polticas de plani#icaci"n conrecursos compartidos

    Secci"n crtica no eBpulsable

    t C *

    15 D 1 9 18

    2

    2 2 9 1A

    3D A 2 2 8

    Secci"n crtica ocupada

    3

    2

    1

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    Polticas de plani#icaci"n conrecursos compartidos

    Secci"n crtica no eBpulsable

    t C *

    15 94A 1 !" 18

    2

    2 2 9 1A

    3D A 2 2 8

    Secci"n crtica ocupada

    D#se cumple$

    3

    2

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    Polticas de plani#icaci"n conrecursos compartidos

    Herencia de prioridad

    ! a poltica de S no eBpulsable no evitaproblemas de incumplimiento de pla$os

    ! Poltica de ;erencia de prioridad3: .demFs de su prioridad asignada inicialmente4 Pi4

    se de#ine para cada tarea unaprioridad actual4 i4=ue es con la =ue se e?ecuta en cada momento

    : Inicialmente4 i!"#Pi

    : uando una tarea iaccede en un instante ta unaS4 comien$a a e?ecutarla con su prioridad actual

    it"

    : uando una tarea $de ma%or prioridad se blo=ueaen un instante tJt en el acceso a la S ocupadapor i4 it%"# $t%"

    : uando ilibera la S en t%%4 it%%"# it"

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    Polticas de plani#icaci"n conrecursos compartidos

    E?emplo sin ;erencia de prioridad

    t C *

    15 1 A 18

    2

    A A 7 7 1A

    32 9 1 2 8

    Secci"n crtica ocupada

    3

    2

    1

    1es eBpulsado

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    Herencia de prioridad

    t C *

    15 1 A 18

    2

    A A 7 7 1A

    32 9 1 2 8

    Secci"n crtica ocupada

    13"#33"

    3

    2

    1

    1no es eBpulsado

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    Polticas de plani#icaci"n conrecursos compartidos

    -ecursos m@ltiples

    ! uando las tareas acceden a m@ltiplesrecursos compartidos4 se aKade el problema

    del interblo=ueo! a ;erencia de prioridad evita situaciones de

    inversi"n de prioridad4 pero no deinterblo=ueos

    ! Ha% =ue combinarla con polticas deprevenci"n de interblo=ueos

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    Polticas de plani#icaci"n conrecursos compartidos

    )ec;o de prioridad

    ! Es una eBtensi"n de la poltica de ;erencia deprioridad para m@ltiples recursos: Se conoce a priori el con?unto de recursos =ue cada

    tarea va a usar

    : Tec$o de prioridadde un recurso3 prioridad de la tarea

    de ma%or prioridad entre las =ue estFn accediendo alrecurso

    : Tec$o del sistema3 ma%or tec;o de prioridad de todoslos recursos

    : Se aplica ;erencia de prioridad

    : +Fsicamente4 a una tarea se le asigna un recurso libresi la prioridad de la tarea es ma%or =ue el tec;o deprioridad del sistema o si %a posee un recurso contec;o de prioridad la del sistema

    ! .l establecer un orden en la asignaci"n de recursos4evita interblo=ueos con m@ltiples recursos