Métodos de escalonamento de mensagens para o sistema de comunicação FlexRay

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Lange, Rodrigo
Data de Publicação: 2015
Tipo de documento: Tese
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da UFSC
Texto Completo: https://repositorio.ufsc.br/xmlui/handle/123456789/158874
Resumo: Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Automação e Sistemas, Florianópolis, 2015.
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spelling Métodos de escalonamento de mensagens para o sistema de comunicação FlexRayEngenharia de sistemasAutomaçãoControle em tempo realAutomóveisTese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Automação e Sistemas, Florianópolis, 2015.Este trabalho se insere na área de protocolos de tempo real, abordando especificamente o Sistema de Comunicação FlexRay, um protocolo de tempo real para usos automotivos. O objeto de estudo deste trabalho foram os mecanismos de escalonamento de fluxos de mensagens para o FlexRay, bem como as técnicas utilizadas na análise de tempo de resposta em sistemas que utilizam tal protocolo. O objetivo geral desta tese foi a elaboração e a avaliação de mecanismos para o escalonamento e análise de tempo de resposta de sistemas que utilizem o Sistema de Comunicação FlexRay. São apresentadas quatro propostas. As duas primeiras propostas estão relacionadas ao segmento Estático do FlexRay. Ambas demonstram a viabilidade de se definir a alocação de slots estáticos para cada nodo utilizando técnicas tradicionais para a análise de tempo de resposta considerando-se os requisitos temporais impostos pelo conjunto de fluxos de mensagens de cada nodo, e são métodos capazes de considerar conjuntos de fluxos com períodos que não são múltiplos de FC, sendo também capazes de considerar o caso em que a geração de mensagens nos fluxos não está sincronizada com o FC. São também apresentadas duas propostas que abordam a questão do escalonamento de fluxos de mensagens aperiódicos no Segmento Dinâmico do FlexRay. Foram apresentados dois mecanismos para métodos de arbitragem do DN que tiram vantagem da flexibilidade que fluxos aperiódicos possuem em relação a restrições de tempo real. Em ambos os mecanismos, os fluxos de mensagens aperiódicos de um sistema são associados com uma probabilidade de backoff, e um middleware de tempo real específico utiliza tal probabilidade de backoff para definir se uma mensagem gerada por um fluxo aperiódico irá competir ou não pelo barramento no ciclo de comunicação atual, influenciando nas chances que mensagens com prioridades mais baixas tem de serem transmitidas.<br>Abstract : This work addresses the FlexRay Communication System, a digital serial bus for automotive applications designed to meet the demands of X-by-Wire systems. It provides flexibility, bandwidth and determinism by combining static and dynamic approaches for message transmission, incorporating the advantages of synchronous and asynchronous protocols. The area of interest of this work is scheduling mechanisms for FlexRay, being the overall objective of this thesis the development and evaluation of new techniques for scheduling and timing analysis for FlexRay. In this document four proposals are presented. Two proposals are related to FlexRay Static Segment. These two proposals demonstrate the feasibility of defining the static slot allocation for each node using traditional Response Time Analysis (RTA) techniques, and thus considering the timing requirements imposed by the set of message streams allocated to each node. The proposed techniques are able to deal with message stream sets where periods are not multiples of the FlexRay cycle duration, nor the messages generation is synchronized with the FlexRay cycle. They are also presented two proposals addressing the scheduling of aperiodic message streams in FlexRay Dynamic Segment. Both mechanisms use a probabilistic approach that takes advantage of the flexibility of aperiodic message streams regarding real-time constraints. In the proposed methods, a real-time middleware in each network node manages the transmission of messages generated by aperiodic streams in Dynamic Segment. Whenever a RT-middleware senses that aperiodic messages may be indefinitely postponed, it enters backoff mode. In backoff mode, a RT-middleware randomly defines whether an aperiodic message that is waiting to be transmitted will be sent to the bus in the current FC or if that message will be postponed to another FC, affecting the transmission chances of messages generated by streams with lower priorities have of being transmitted.Oliveira, Rômulo Silva deCarvalho, Francisco Manuel Madureira e Castro Vasques deUniversidade Federal de Santa CatarinaLange, Rodrigo2016-02-09T03:13:48Z2016-02-09T03:13:48Z2015info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesis185 p.| il., grafs., tabs.application/pdf337445https://repositorio.ufsc.br/xmlui/handle/123456789/158874porreponame:Repositório Institucional da UFSCinstname:Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC)instacron:UFSCinfo:eu-repo/semantics/openAccess2016-02-09T03:13:48Zoai:repositorio.ufsc.br:123456789/158874Repositório InstitucionalPUBhttp://150.162.242.35/oai/requestopendoar:23732016-02-09T03:13:48Repositório Institucional da UFSC - Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC)false
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