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Jc/md/lp-01/06Généralités1. jc/md/lp-01/06Généralités2 Objectif du chapitre Présentation de notions de base –Système temps réel –Système embarqué –Configurations.

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1 jc/md/lp-01/06Généralités1

2 jc/md/lp-01/06Généralités2 Objectif du chapitre Présentation de notions de base –Système temps réel –Système embarqué –Configurations de base –Process, thread, tâche –Operating System (OS) –Architecture mémoire

3 jc/md/lp-01/06Généralités3 Système PC et système embarqué PC ou station de travail –Prix élevé –Processeur très puissant –Mémoire de grande taille –OS adapté à de nombreuses applications Système embarqué –Contrainte de prix –Processeurs de consommation minimale –Mémoire limitée –OS dédié à lapplication souhaitée

4 jc/md/lp-01/06Généralités4 Système embarqué Embedded system Système enfoui Image en ROM ou en FLASH Exemples –Injection électronique –Téléphone portable –Appareil photo numérique –… Système éventuellement modifiable par téléchargement

5 jc/md/lp-01/06Généralités5 TEMPS RÉEL Système qui doit faire un ensemble dactions dans un temps imparti Temps réel critique : résultat catastrophique si le temps imparti est dépassé Temps réel mou : résultat non catastrophique et cependant encore utile malgré le non respect des contraintes de temps

6 jc/md/lp-01/06Généralités6 Objectifs de CE 4.x OS entièrement réécrit « from scratch » (CE 3.X) OS compact et modulaire –Construit à partir dun catalogue de composants OS temps réel mou –Peut couvrir 90% des besoins temps réel actuels Nombreuses possibilités de communication –Réseaux filaires et sans fils (Bluetooth, WiFi) Orienté multimédia et multilingue –Grand nombre de codecs audio et vidéo –Nombreux langages (chinois, coréen, japonais…)

7 jc/md/lp-01/06Généralités7 Outils de développement Platform Builder –Construction de lOS : Kernel + BSP –Construction dapplications simples –Téléchargement et debug sur émulateur et cible Embedded Visual C++ –Applications C++ natives complexes –Téléchargement et debug sur émulateur et cible Visual Studio.net –Applications en : C++, C#, VB.net, etc. –Nécessite le Compact FrameWork –Téléchargement et debug sur émulateur

8 jc/md/lp-01/06Généralités8 Processeurs supportés Processor FamilyCPUSDBBSP Name ARMIntel SA1110Intel SA111x Assabet SDB SA11X0BD ARM920ARM Integrator AP SDB ARMINTEGRATOR ARM1020 Intel XscaleIntel Lubbock SDBTBD MIPSNEC Vr4122NEC DDB-Vr4122 Eagle SDB EAGLE NEC Vr5432NEC DDB-Vrc5476 Boston SDB DDB5476 SHxSH4-7750Hitachi SH4 Aspen SDB ASPEN SH3-7729Hitachi SH3 Keywest SDB KEYWEST x86P5/P4/PIII/PII/ CelK6x/Athlon CEPC NS GeodeNational Geode Reference Platform GEODE

9 jc/md/lp-01/06Généralités9 Création de lOS Construction à partir du catalogue de composants –On met dans le noyau un à un tous les composants désirés Utilisation de configurations préétablies, orientées pour cibler des applications –En fonction du projet à réaliser choisir une configuration proche des besoins comprenant un ensemble de composants de base –Retirer les composants inutiles –Ajouter les composants manquants

10 jc/md/lp-01/06Généralités10 Configurations de base (1) Digital Media Receiver –Appareils légers gérant laudio et/ou la vidéo Enterprise Terminal –Points de vente, caisses enregistreuses, bornes libre service Enterprise Web Pad –Client internet sans fil avec interface tactile Gateway –Partage de connexions internet sur de petits réseaux privés Industrial Controller –Applications industrielles avec ou sans interface homme- machine Internet Appliance ( Borne Internet avec écran et clavier)

11 jc/md/lp-01/06Généralités11 Configurations de base (2) IP Phone –Voix sur IP avec ou sans graphisme Mobile Handheld –Assistants personnels de poche (PDA) Mobile Phone (téléphonie mobile) Set Top Box –Appareils connectables à la télé (internet, décodeurs…) Tiny Kernel (Noyau minimal) Windows Thin Client –Petite configuration permettant la prise de contrôle à distance dun poste de travail ou dun serveur en utilisant le protocole RDP (Remote Desktop Protocol)

12 jc/md/lp-01/06Généralités12 ARCHITECTURE APPLICATION ADAPTATION NOYAU STANDARD HARDWARE

13 jc/md/lp-01/06Généralités13 BOARD SUPPORT PACKAGE (BSP) La couche dadaptation est à la charge du concepteur du hardware Elle comprend –des fonctions dadaptation au hardware OAL (OEM Adaptation Layer, OEM:Original Equipment Manufacturer) –un certain nombre de drivers (pilotes de périphériques) –Le Boot Loader Lensemble de cette couche est appelé BSP Des BSP existent pour des cartes industrielles de référence

14 jc/md/lp-01/06Généralités14 PROCESS (CE4.2) Un process ou processus est une instance dapplication en cours ou en attente dexécution Allocation de ressources au niveau du process 32 MB dadressage virtuel par process Un process démarre avec un seul thread (Primary Thread) mais il peut créer dautres threads Plusieurs threads peuvent sexécuter simultanément Un process peut aussi créer dautres process Windows CE peut gérer jusquà 32 process simultanément

15 jc/md/lp-01/06Généralités15 PROCESS (CE6.0) 2 GB dadressage virtuel par process CE6.0 peut gérer jusquà process simultanément

16 jc/md/lp-01/06Généralités16 THREAD La plus petite unité dexécution Plusieurs threads peuvent sexécuter simultanément Les threads ont accès à lensemble des ressources du process Ordonnancé (schédulé) par le noyau Quantum de temps configurable (100ms) Préemptif 256 niveaux de priorités Priorité tournante pour des threads de même priorité

17 jc/md/lp-01/06Généralités17 Synchronisation des tâches Il est bien évident puisque les threads peuvent sexécuter simultanément quil faut coordonner les exécutions pour obtenir un résultat valide dès que plusieurs threads sont en jeu Une situation désespérée se présente lorsque une tâche est bloquée en attente dun résultat dune autre tâche (voire sur elle-même) et réciproquement Nous consacrerons un chapitre à ce sujet Dans certains cas, linversion de priorité suffit

18 jc/md/lp-01/06Généralités18 Inversion de priorité Si un thread A de haute priorité est en attente dune ressource bloquée par un thread B de moindre priorité, la priorité de B est alignée temporairement sur celle de A pour permettre la libération de la ressource bloquante Ce mécanisme qui peut perturber le fonctionnement déterministe dun système, est à éviter dans la mesure du possible

19 jc/md/lp-01/06Généralités19 Système de base NOYAU (1) Principaux blocs constitutifs KERNEL GWES DEVICE DRIVERS OAL DEVICE MANAGER FILESYS

20 jc/md/lp-01/06Généralités20 NOYAU (2) KERNEL –OS minimal ; il gère les process, les threads, la mémoire, les interruptions, etc. GWES (Graphics Windowig Events Subsystem) –Gère linterface graphique et les entrées-sorties (I/O) des utilisateurs DEVICE DRIVERS –Native Drivers : interface utilisateur de base sauf clavier, écran et souris qui sont gérés par GWES et chargés lors du boot –Stream Drivers : gérés par le Device Manager

21 jc/md/lp-01/06Généralités21 NOYAU (3) DEVICE MANAGER –Gère les Stream Drivers : charge lors du boot ceux qui sont listés dans la Registry –Gère de manière dynamique les drivers chargeables à la demande FILESYS –Gère le système de fichiers, la registry et la Property Data Base (base de donnée non hiérarchisée pour stocker des adresses, des mails et des informations)

22 jc/md/lp-01/06Généralités22 PROCESS SYSTÈME Windows CE utilise 4 des 32 process disponibles –NK.EXE et COREDLL.DLL –FILESYS.EXE –DEVICE.EXE –GWES.EXE

23 jc/md/lp-01/06Généralités23 Architecture mémoire Espace virtuel de 4 GB Partage mémoire –Adresses de 0 à 2GB : user mode (process) –Adresses de 2GB à 4GB : kernel mode (system) Mémoire user mode ou mode application –33 slots de 32MB 32 slots pour les process (numéros 1 à 32) 1 slot pour le process en cours (numéro 0) –Le reste (1GB moins 32MB) est partagé entre tous les process

24 jc/md/lp-01/06Généralités24 Gestion mémoire Mémoire gérée par le mécanisme de pages à la demande Page de 4KB ou de 1KB suivant les versions de CE et les processeurs cibles Possibilité de réserver des régions de 64KB Les process sexécutant dans des slots distincts il y aura un problème de communication entre process

25 jc/md/lp-01/06Généralités25 Conclusion Survol de quelques notions de base des systèmes dexploitation appliquées à nos développements avec Windows CE


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