Sujet 5 : Intégration d’une loi d’ordonnancement dans un modèle

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1 Sujet 5 : Intégration d’une loi d’ordonnancement dans un modèle
Combes Charles David Christophe Legueut Sébastien

2 Introduction Spécification Implémentation Modélisation Validation
Intégration Tests Unitaires Etapes Cycle principal Retour en cas de non validation

3 Etude théorique des retards
Deux sources majeures de retards: L'ordonnanceur La durée des tâches Exemple concret: Déformation d'un signal sinuisoïdal

4 Contexte Trois tâches temps réel Priorités Tache bleue Tache jaune
Tache rouge Temps des tâches variable ou fixe Ordonnancement préemptif ou non

5 Cas parfait Toutes les tâches sont effectuées dans l'ordre, pas de retards

6 Ordre des taches différent
Le temps d'execution augmente énormément !

7 Gigue de l'ordonnanceur
Un temps de calcul est nécessaire pour déterminer la prochaine tâche à executer. Ce temps de calcul introduit une gigue au démarrage des tâches. Par exemple dans le cas préemptif:

8 Conséquences de la préemption
Les tâches sont décalées, ce qui entraine un retard d'entrée sortie.

9 Exemple concret Déformation d'un signal sinusoïdal à cause des retards. Role des taches:

10 Retards d'entrée sortie
Gigue Durée des taches Conséquence: Signal déformé

11 Retards d'entrée sortie
Gigue Durée des tâches Ordonnancement Conséquence: Signal déformé Signal retardé d'une periode

12 Le logiciel Scicos Extension du logiciel de calcul numérique Scilab
Simulation de modèles Schémas blocs Gestion des évènements simples Gratuit

13 Le modèle du moteur Tm=2,6 s Fonction de transfert

14 Modèle global du système

15 Modélisation de l’équation
Equation en continu Equation en discret

16 Modélisation de l’équation (2)
Code du bloc Scifunc : y1=K*(u3-u2)+Ki*u3*Te+Kd*(u3-2*u2+u1)/Te;

17 Modèles avec retards Modèle avec gigues et retards E/S fixes

18 y1=u1+rand(1,'uniform')*u1;
Modèles avec retards Modèle avec gigues et retards E/S aléatoires Code du bloc Scifunc : y1=u1+rand(1,'uniform')*u1;

19 Modèles avec retards Modèle avec gigue et retards E/S exacts

20 Simulation Jeu de taches 1
Période (ms) Temps Tâche (ms) T1, le PID 1000 150 T2, tâche vide 800 250 T3, tâche vide 500 200 Ordonnancement théorique en RM non préemptif Valeurs caractéristiques : Gigue = 300 ms et Retard = 150 ms

21 Simulation Gigue moyenne Retard E/S moyen Sans retards Gigue nulle
Retard E/S nul

22 Simulation Gigue exacte Retard E/S exact Sans retards Gigue nulle
Retard E/S nul

23 Expérimentations Présentation du matériel Programme RTAI
Programmes annexes

24 Matériel utilisé Moteur à courant continu Amplificateur
Pupitre de commande analogique GBF – Générateur Basses Fréquences Carte d’acquisition et interface Ordinateur sous RTAI

25 Présentation générale

26 Schéma de câblage

27 Programme RTAI Choix de RTAI Choix des ordonnancements Exécutions

28 Programmes annexes Calculus – Affichage de la courbe v(t) et écriture des temps de début et de fin de chaque tâche dans un fichier (...) d750 f1250 d1250 f1400 d2250 f2750 d3750 (...)

29 Programmes annexes (2) Parse – Transformation du fichier de temps d’exécution des tâches en un fichier de visualisation des tâches avec Matlab et Scicos d750 f1250 d1255 f1400 (...) 749 0 750 1 1249 1 1 1400 0 (...)

30 Programmes annexes (3) Script – Visualisation des ordonnancements issus de l’expérimentation 749 0 750 1 1249 1 1 1400 0 (...)

31 Simulation vs Réalité Non préemptif Gigue moyenne Retard E/S moyen
Gigue exacte Retard E/S exact

32 Simulation vs Réalité Préemptif Gigue moyenne Retard E/S moyen
Gigue exacte Retard E/S exact Analyse de l’ordonnancement

33 Simulation vs Réalité Jeu de taches 2 Gigue moyenne Retard E/S moyen
Période (ms) Temps tâche (ms) T1, le PID 1000 100 T2, tâche vide 800 450 T3, tâche vide 500 Gigue moyenne Retard E/S moyen Gigue exacte Retard E/S exact

34 Conclusion sur les résultats
Utiliser les valeurs de l’ordonnancement exact ne fournit pas obligatoirement la meilleure simulation Le choix du modèle se fait en fonction de l’importance des variations et des valeurs par rapport à la période Le meilleur modèle semble être un modèle avec la gigue exacte et le retard moyen

35 Conclusion

36 Merci de votre attention
Avez-vous des questions ?