АСПЕКТИ ТИМЧАСОВИХ ОБМЕЖЕНЬ ПРИ ВИМІРЮВАННІ КІБЕРФІЗІЧЕСКІХ СИСТЕМ В ПРОМИСЛОВОСТІ

Autor: Lizárraga, M. L., Buelna, A., Díaz-Ramirez, A., Amaro-Ortega, V., Kostikova, M. V., González-Navarro, F. F., Werner, F., Burtseva, L.
Jazyk: angličtina
Rok vydání: 2018
Předmět:
Zdroj: Вісник Харківського національного автомобільно-дорожнього університету; № 83 (2018); 107
Bulletin of Kharkov National Automobile and Highway University; № 83 (2018); 107
Вестник Харьковского национального автомобильно-дорожного университета; № 83 (2018); 107
ISSN: 2219-5548
Popis: Cyber-physical systems in Industry 4.0 are comprised of a computational core, a communication core, and a physical system. The computational core has strict timing restrictions and represents a Real-time system. In this paper, the modeling of the computational core is discussed.
Киберфизическая система для Индустрии 4.0 состоит из компьютерных программ, коммуникационных программ и физической системы. Компьютерные программы имеют строгие временные ограничения и представляют собой системы реального времени. В этой статье дискутируются вопросы моделирования таких программ.
Кіберфізичні системи (CPS) в Індустрії 4.0 складаються з обчислювального ядра, ядра зв’язку й фізичної системи. Обчислювальне ядро має строгі часові обмеження і являє собою систему реального часу (RTS). RTS, реалізовані в традиційному встаткуванні, використовуються в широкому спектрі додатків, таких як пристрої загального користування, відомі як Internet of Things (Iot), а також пристрої зв’язку, мобільні телефони або комп’ютери. Ці системи викликають великий інтерес через тенденцію до автоматизації систем і додатків для щоденного використання, наприклад, самокеровані автомобілі, автономні літаки, датчики й роботи для догляду за людьми похилого віку. Одна з основних особливостей RTS полягає в тому, що вони мають строгі часові обмеження, які повинні бути виконані, оскільки в протилежному випадку результати можуть бути катастрофічними. RTS виконуються в операційній системі реального часу (RTOS). Однієї з найбільш популярних операційних систем є Linux. У якості алгоритмів планування в Linux використовуються політики планування на основі пріоритетів First-In First-Out (FIFO) і Round Robin (RR), але вони недостатні для жорстких RTS. У цій статті пропонується інтегрування політик Rate Monotonic (RM) і Erliest Deadline First (EDF) у систему Linux для планування періодичних завдань у жорстких RTS. Tест на виконуваність розкладів в однопроцесорних RTS є co-NP-повной задачею у суворому смислу для нетривіальних обчислювальних моделей. Лехоцким був запропонований необхідний і достатній (точний) тест для політики RM. Він розглядає використання процесора набором періодичних задач, як функцію часу в критичний момент. Лю й Лейленд увели точний тест виконуваності EDF для будь-якого періодичного набору завдань і довели оптимальність його динамічного варіанта для однопроцесорних архитектур. Для ілюстрації CPS був розроблений прототип контролюючої системи, що полягає із трьох потоків (threads). Виконуваність розкладів отриманих з використанням EDF y RM була перевірено за допомогою обох тестів. Тести показали, що використовуючи політикові RM, один із трьох потоків не зміг виконатися до відповідного крайнього строку при першій же активації. Однак значення загального використання процесора показало, що набір задач може бути правильно запланований з використанням EDF. При цьому всі завдання виконувалися відповідно до встановлених строків; завдання не потребуючі виконання в реальному часі, були згруповані в незайнятому (Idle) часі й оброблялися тільки тоді, коли задачі реального часу не вимагали виконання; отриманий розклад аналогічний у двох досліджених гіперперіодах.
Databáze: OpenAIRE
Externí odkaz: