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Abstract(s)
Electronics completely transformed the automotive industry as early vehicles were purely composed by mechanical components but the current reality is quite different. The growing acceptance for embedded electronics devices led to a significant increase in the number of microcontroller-based functions embedded in vehicles. With this increase, customer’s safety concerns raised. To ensure customers safety from the use of Electrical and Electronic (E/E) automotive equipment and systematic failures, Original Equipment Manufacturers (OEMs) and their suppliers must comply with standards such as ISO 26262, the road vehicles functional safety standard. ISO 26262 provides regulations and recommendations for the product development process. When the critical road functionalities are regarded as hard real-time, that shall complete within the defined time boundaries, coexist in an environment with soft and non real-time tasks (e.g., multimedia and connectivity activities) the system designer must use an approach to ensure that no critical activity is jeopardized in order to avoid hazardous events. To cope with the coexistence of activities with different time boundaries and criticality within the same system, this work proposes the implementation of uniprocessor reservation-based mechanisms, namely the Constant Bandwidth Server (CBS) and the Capacity Sharing and Stealing (CSS), in a real-time operating system for scheduling non-critical activities without jeopardizing the apriori guarantee of critical activities. Both schedulers use the concept of server, a task holder where a fraction of the processor bandwidth is reserved for tasks, thus relaxing the need for knowing certain properties of the tasks such as the WCET. Both implementations are detailed and compared through the implementation of task sets where both types of tasks coexist.
A eletrónica transformou por completo a indústria automotiva, os primeiros veículos eram puramente compostos por componentes mecânicos, mas atualmente a realidade é significativamente diferente. O aumento da aceitação de dispositivos eletrónicos levou a um crescimento exponencial do número de funções baseadas em microcontroladores embutidos em veículos. E com este aumento, as preocupações relativas à segurança por parte dos clientes aumentaram. Para garantir a segurança de falhas sistemáticas e de falhas provenientes do uso excessivo de componentes Elétricos e Eletrónicos (E/E) de um veículo, tanto os Original Equipment Manufacturers (OEMs) como os seus fornecedores tem que cumprir com standards como por exemplo o ISO 26262, standard referente à segurança funcional de veículos rodoviários. O ISO 26262 apresenta os regulamentos e recomendações presentes em todo o processo de desenvolvimento do produto. Quando as funcionalidades críticas tambem são consideradas como hard real-time, que tem que dar resposta a estimulos externos dentro dos limites temporaris definidos, coexistem no mesmo ambiente com tarefas soft e non real-time (por exemplo, atividades de multimídia e conectividade), o system designer tem que usar abordagens especificas para continuar a garantir que nenhuma atividade hard seja comprometida, evitando assim possiveis consequencias catastróficas. Para fazer face à coexistência de atividades com difrentes niveis de criticalidade e limitações temporais dentro do mesmo sistema, este trabalho propõe a implementação de mecanismos baseados em reservas de partes de utilização do processador, nomeadamente o Constant Bandwidth Server (CBS) e o Capacity Sharing and Stealing (CSS), num sistema operativo de tempo-real para escalonar atividades não críticas sem comprometer a garantia apriori de tarefas criticas. Ambos os escalonadores usam o conceito de servidores dedicados, onde uma fração da largura de banda do processador é reservada para tarefas, relaxando assim a necessidade de conhecer certas propriedades das tarefas, como o WCET. Ambas as implementações são detalhadas e comparadas através da implementação de um conjunto de testes onde os dois tipos de tarefas coexistem.
A eletrónica transformou por completo a indústria automotiva, os primeiros veículos eram puramente compostos por componentes mecânicos, mas atualmente a realidade é significativamente diferente. O aumento da aceitação de dispositivos eletrónicos levou a um crescimento exponencial do número de funções baseadas em microcontroladores embutidos em veículos. E com este aumento, as preocupações relativas à segurança por parte dos clientes aumentaram. Para garantir a segurança de falhas sistemáticas e de falhas provenientes do uso excessivo de componentes Elétricos e Eletrónicos (E/E) de um veículo, tanto os Original Equipment Manufacturers (OEMs) como os seus fornecedores tem que cumprir com standards como por exemplo o ISO 26262, standard referente à segurança funcional de veículos rodoviários. O ISO 26262 apresenta os regulamentos e recomendações presentes em todo o processo de desenvolvimento do produto. Quando as funcionalidades críticas tambem são consideradas como hard real-time, que tem que dar resposta a estimulos externos dentro dos limites temporaris definidos, coexistem no mesmo ambiente com tarefas soft e non real-time (por exemplo, atividades de multimídia e conectividade), o system designer tem que usar abordagens especificas para continuar a garantir que nenhuma atividade hard seja comprometida, evitando assim possiveis consequencias catastróficas. Para fazer face à coexistência de atividades com difrentes niveis de criticalidade e limitações temporais dentro do mesmo sistema, este trabalho propõe a implementação de mecanismos baseados em reservas de partes de utilização do processador, nomeadamente o Constant Bandwidth Server (CBS) e o Capacity Sharing and Stealing (CSS), num sistema operativo de tempo-real para escalonar atividades não críticas sem comprometer a garantia apriori de tarefas criticas. Ambos os escalonadores usam o conceito de servidores dedicados, onde uma fração da largura de banda do processador é reservada para tarefas, relaxando assim a necessidade de conhecer certas propriedades das tarefas, como o WCET. Ambas as implementações são detalhadas e comparadas através da implementação de um conjunto de testes onde os dois tipos de tarefas coexistem.
Description
Keywords
E/E automotive equipment ISO 26262 Real-Time Systems Reservation-based mechanisms