Uma extensão do protocolo CAN para aplicações críticas em sistemas distribuídos
Autor(a) principal: | |
---|---|
Data de Publicação: | 2006 |
Tipo de documento: | Dissertação |
Idioma: | por |
Título da fonte: | Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFRGS |
Texto Completo: | http://hdl.handle.net/10183/7587 |
Resumo: | Sistemas computacionais de tempo-real são tipicamente construídos a partir de primitivas de sincronização que fornecem uma noção do tempo no objetivo de coordenar a execução múltiplos fluxos de instruções em um processador. Quando o processamento é centralizado, a base de tempo destas primitivas é extraída do oscilador local da plataforma, permitindo que as ações do sistema sejam devidamente ordenadas, respeitando restrições de tempo e causalidade. No entanto, em sistemas distribuídos o problema não pode ser resolvido desta forma em decorrência de imperfeições nos dispositivos físicos. Diferenças mínimas na freqüência de osciladores fazem com que as bases de tempo dos componentes divirjam cada vez mais ao longo do tempo, dificultando ou até mesmo impossibilitando um ordenamento consistente de eventos. Por esta razão, sincronização de relógios é um serviço de fundamental importância, sobretudo em aplicações críticas, onde os níveis de confiabilidade exigidos são mais elevados. O presente trabalho consiste na proposta e implementação de uma plataforma de comunicação otimizada para sistemas de controle distribuídos, caracterizados por uma alta regularidade no comportamento da comunicação. O objetivo é propor uma solução em baixo nível com suporte para o projeto de sistemas distribuídos no domínio de aplicações críticas. A plataforma proposta, à qual foi atribuído o nome CASCA, sigla para “Communication Architecture for Safety- Critical Applications”, é de fato uma extensão time-triggered do protocolo CAN. Acima da camada de enlace do protocolo original foram projetados mecanismos sincronização de relógios e criação inicial da base de tempo, implementados na forma de uma combinação de hardware e software. Principais características da plataforma são jitter mínimo, uma base de tempo global essencialmente distribuída e particionamento temporal. Diferentes alternativas de projeto foram consideradas, observando com maior atenção a viabilidade de prototipação em dispositivos FPGA para fins de validação e aplicação imediata em plataformas reconfiguráveis. Como forma de validação da plataforma, um sistema elementar formado por três nodos foi sintetizado com sucesso em bancada obtendo-se como resultado uma base de tempo essencialmente distribuída com precisão menor do que um micro-segundo. |
id |
URGS_337133dccde414d080824e298a93f213 |
---|---|
oai_identifier_str |
oai:www.lume.ufrgs.br:10183/7587 |
network_acronym_str |
URGS |
network_name_str |
Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFRGS |
repository_id_str |
1853 |
spelling |
Carvalho, Fabiano CostaPereira, Carlos Eduardo2007-06-06T19:08:05Z2006http://hdl.handle.net/10183/7587000549119Sistemas computacionais de tempo-real são tipicamente construídos a partir de primitivas de sincronização que fornecem uma noção do tempo no objetivo de coordenar a execução múltiplos fluxos de instruções em um processador. Quando o processamento é centralizado, a base de tempo destas primitivas é extraída do oscilador local da plataforma, permitindo que as ações do sistema sejam devidamente ordenadas, respeitando restrições de tempo e causalidade. No entanto, em sistemas distribuídos o problema não pode ser resolvido desta forma em decorrência de imperfeições nos dispositivos físicos. Diferenças mínimas na freqüência de osciladores fazem com que as bases de tempo dos componentes divirjam cada vez mais ao longo do tempo, dificultando ou até mesmo impossibilitando um ordenamento consistente de eventos. Por esta razão, sincronização de relógios é um serviço de fundamental importância, sobretudo em aplicações críticas, onde os níveis de confiabilidade exigidos são mais elevados. O presente trabalho consiste na proposta e implementação de uma plataforma de comunicação otimizada para sistemas de controle distribuídos, caracterizados por uma alta regularidade no comportamento da comunicação. O objetivo é propor uma solução em baixo nível com suporte para o projeto de sistemas distribuídos no domínio de aplicações críticas. A plataforma proposta, à qual foi atribuído o nome CASCA, sigla para “Communication Architecture for Safety- Critical Applications”, é de fato uma extensão time-triggered do protocolo CAN. Acima da camada de enlace do protocolo original foram projetados mecanismos sincronização de relógios e criação inicial da base de tempo, implementados na forma de uma combinação de hardware e software. Principais características da plataforma são jitter mínimo, uma base de tempo global essencialmente distribuída e particionamento temporal. Diferentes alternativas de projeto foram consideradas, observando com maior atenção a viabilidade de prototipação em dispositivos FPGA para fins de validação e aplicação imediata em plataformas reconfiguráveis. Como forma de validação da plataforma, um sistema elementar formado por três nodos foi sintetizado com sucesso em bancada obtendo-se como resultado uma base de tempo essencialmente distribuída com precisão menor do que um micro-segundo.application/pdfporSistemas embarcadosSistemas : Tempo realTolerancia : FalhasUma extensão do protocolo CAN para aplicações críticas em sistemas distribuídosinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisUniversidade Federal do Rio Grande do SulInstituto de InformáticaPrograma de Pós-Graduação em ComputaçãoPorto Alegre, BR-RS2006.mestradoinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFRGSinstname:Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS)instacron:UFRGSORIGINAL000549119.pdf000549119.pdfTexto completoapplication/pdf3020891http://www.lume.ufrgs.br/bitstream/10183/7587/1/000549119.pdf3fc29a4deaceda36d8dc138fdc1d4d4bMD51TEXT000549119.pdf.txt000549119.pdf.txtExtracted Texttext/plain291174http://www.lume.ufrgs.br/bitstream/10183/7587/2/000549119.pdf.txt4a8d714b09538ad511ea4ba23e670c05MD52THUMBNAIL000549119.pdf.jpg000549119.pdf.jpgGenerated Thumbnailimage/jpeg1033http://www.lume.ufrgs.br/bitstream/10183/7587/3/000549119.pdf.jpgb8704fcdf638c9589d9714e0bf41dfc5MD5310183/75872018-10-15 09:19:19.636oai:www.lume.ufrgs.br:10183/7587Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttps://lume.ufrgs.br/handle/10183/2PUBhttps://lume.ufrgs.br/oai/requestlume@ufrgs.br||lume@ufrgs.bropendoar:18532018-10-15T12:19:19Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFRGS - Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS)false |
dc.title.pt_BR.fl_str_mv |
Uma extensão do protocolo CAN para aplicações críticas em sistemas distribuídos |
title |
Uma extensão do protocolo CAN para aplicações críticas em sistemas distribuídos |
spellingShingle |
Uma extensão do protocolo CAN para aplicações críticas em sistemas distribuídos Carvalho, Fabiano Costa Sistemas embarcados Sistemas : Tempo real Tolerancia : Falhas |
title_short |
Uma extensão do protocolo CAN para aplicações críticas em sistemas distribuídos |
title_full |
Uma extensão do protocolo CAN para aplicações críticas em sistemas distribuídos |
title_fullStr |
Uma extensão do protocolo CAN para aplicações críticas em sistemas distribuídos |
title_full_unstemmed |
Uma extensão do protocolo CAN para aplicações críticas em sistemas distribuídos |
title_sort |
Uma extensão do protocolo CAN para aplicações críticas em sistemas distribuídos |
author |
Carvalho, Fabiano Costa |
author_facet |
Carvalho, Fabiano Costa |
author_role |
author |
dc.contributor.author.fl_str_mv |
Carvalho, Fabiano Costa |
dc.contributor.advisor1.fl_str_mv |
Pereira, Carlos Eduardo |
contributor_str_mv |
Pereira, Carlos Eduardo |
dc.subject.por.fl_str_mv |
Sistemas embarcados Sistemas : Tempo real Tolerancia : Falhas |
topic |
Sistemas embarcados Sistemas : Tempo real Tolerancia : Falhas |
description |
Sistemas computacionais de tempo-real são tipicamente construídos a partir de primitivas de sincronização que fornecem uma noção do tempo no objetivo de coordenar a execução múltiplos fluxos de instruções em um processador. Quando o processamento é centralizado, a base de tempo destas primitivas é extraída do oscilador local da plataforma, permitindo que as ações do sistema sejam devidamente ordenadas, respeitando restrições de tempo e causalidade. No entanto, em sistemas distribuídos o problema não pode ser resolvido desta forma em decorrência de imperfeições nos dispositivos físicos. Diferenças mínimas na freqüência de osciladores fazem com que as bases de tempo dos componentes divirjam cada vez mais ao longo do tempo, dificultando ou até mesmo impossibilitando um ordenamento consistente de eventos. Por esta razão, sincronização de relógios é um serviço de fundamental importância, sobretudo em aplicações críticas, onde os níveis de confiabilidade exigidos são mais elevados. O presente trabalho consiste na proposta e implementação de uma plataforma de comunicação otimizada para sistemas de controle distribuídos, caracterizados por uma alta regularidade no comportamento da comunicação. O objetivo é propor uma solução em baixo nível com suporte para o projeto de sistemas distribuídos no domínio de aplicações críticas. A plataforma proposta, à qual foi atribuído o nome CASCA, sigla para “Communication Architecture for Safety- Critical Applications”, é de fato uma extensão time-triggered do protocolo CAN. Acima da camada de enlace do protocolo original foram projetados mecanismos sincronização de relógios e criação inicial da base de tempo, implementados na forma de uma combinação de hardware e software. Principais características da plataforma são jitter mínimo, uma base de tempo global essencialmente distribuída e particionamento temporal. Diferentes alternativas de projeto foram consideradas, observando com maior atenção a viabilidade de prototipação em dispositivos FPGA para fins de validação e aplicação imediata em plataformas reconfiguráveis. Como forma de validação da plataforma, um sistema elementar formado por três nodos foi sintetizado com sucesso em bancada obtendo-se como resultado uma base de tempo essencialmente distribuída com precisão menor do que um micro-segundo. |
publishDate |
2006 |
dc.date.issued.fl_str_mv |
2006 |
dc.date.accessioned.fl_str_mv |
2007-06-06T19:08:05Z |
dc.type.status.fl_str_mv |
info:eu-repo/semantics/publishedVersion |
dc.type.driver.fl_str_mv |
info:eu-repo/semantics/masterThesis |
format |
masterThesis |
status_str |
publishedVersion |
dc.identifier.uri.fl_str_mv |
http://hdl.handle.net/10183/7587 |
dc.identifier.nrb.pt_BR.fl_str_mv |
000549119 |
url |
http://hdl.handle.net/10183/7587 |
identifier_str_mv |
000549119 |
dc.language.iso.fl_str_mv |
por |
language |
por |
dc.rights.driver.fl_str_mv |
info:eu-repo/semantics/openAccess |
eu_rights_str_mv |
openAccess |
dc.format.none.fl_str_mv |
application/pdf |
dc.source.none.fl_str_mv |
reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFRGS instname:Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS) instacron:UFRGS |
instname_str |
Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS) |
instacron_str |
UFRGS |
institution |
UFRGS |
reponame_str |
Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFRGS |
collection |
Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFRGS |
bitstream.url.fl_str_mv |
http://www.lume.ufrgs.br/bitstream/10183/7587/1/000549119.pdf http://www.lume.ufrgs.br/bitstream/10183/7587/2/000549119.pdf.txt http://www.lume.ufrgs.br/bitstream/10183/7587/3/000549119.pdf.jpg |
bitstream.checksum.fl_str_mv |
3fc29a4deaceda36d8dc138fdc1d4d4b 4a8d714b09538ad511ea4ba23e670c05 b8704fcdf638c9589d9714e0bf41dfc5 |
bitstream.checksumAlgorithm.fl_str_mv |
MD5 MD5 MD5 |
repository.name.fl_str_mv |
Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFRGS - Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS) |
repository.mail.fl_str_mv |
lume@ufrgs.br||lume@ufrgs.br |
_version_ |
1810085078169026560 |