From Dataflow Specification to Multiprocessor Partitioned Time-triggered Real-time Implementation

We consider deterministic functional specifications provided by means of synchronous data-flow models with multiple modes and multiple relative periods. These specifications are extended to include a real-time characterization defining task periods, release dates, and deadlines. Task deadlines can be longer than the period to allow a faithful representation of complex end-to-end flow requirements. We also extend our specifications with partitioning and allocation constraints. Then, we provide algorithms for the off-line scheduling of these specifications onto partitioned time-triggered architectures à la ARINC 653. Allocation of time slots/windows to partitions can be fully or partially provided, or synthesized by our tool. Our algorithms allow the automatic allocation and scheduling onto multi-processor (distributed) systems with a global time base, taking into account communication costs. We demonstrate our technique on a model of space flight software system with strong real-time determinism requirements. Key-words: scheduling, distributed, partitioned, multi-rate ∗ [email protected] ha l-0 07 42 90 8, v er si on 1 17 O ct 2 01 2 Implantation temps-réel time-triggered partitionnée distribuée de spécifications flots de données Résumé : Nous considérons des spécifications fonctionnelles de type flots de données synchrone multi-périodes avec plusieurs modes d’exécution. Ces spécifications sont étendues afin d’inclure une caractérisation temps-réel définissant des dates d’arrivée et des échéances. Les échéances des tâches peuvent être plus longues que leur période pour permettre une représentation plus réaliste des contraintes de bout à bout complexes existant sur les flots. Nous étendons également nos spécifications pour inclure des contraintes de partitionnement et d’allocation. Nous définissons ensuite des algorithmes pour l’ordonnancement hors ligne de ces spécifications sur des architectures time-triggered à la ARINC 653. L’allocation des fenêtres temporelles aux partitions peut être totalement ou partiellement fournie, ou être synthétisée par notre outil. Nos algorithmes permettent l’allocation et l’ordonnancement automatique sur des architectures multi-processeurs (distribués) disposant d’une base de temps globale, en prenant en compte les coûts de communication. Nous illustrons notre approche sur un modèle de logiciel de contrôle embarqué spatial comportant des contraintes de déterminisme temps-réel strictes. Mots-clés : ordonnancement, distribué, partitionné, multi-période ha l-0 07 42 90 8, v er si on 1 17 O ct 2 01 2 From dataflow specification to multiprocessor partitioned time-triggered real-time implementation3