Fakulta elektrotechnická

České vysoké učení technické v Praze

ČVUT v Praze

Popis předmětu - B3M35PSR

Přehled studia | Přehled oborů | Všechny skupiny předmětů | Všechny předměty | Seznam rolí | Vysvětlivky               Návod
B3M35PSR Programování systémů reálného času Rozsah výuky:2p+2c
Garanti:  Role:PO,PV Jazyk výuky:CS
Vyučující:Sojka M. Zakončení:Z,ZK
Zodpovědná katedra:13135 Kreditů:6 Semestr:Z

Anotace:

Cílem tohoto předmětu je poskytnout studentům základní znalosti v oblasti vývoje softwaru pro řídicí či jiné systémy pracující v reálném čase. Hlavní důraz bude kladen na vestavné systémy vybavené některým z operačních systémů reálného času (RTOS). Na přednáškách se studenti seznámí s teorií systémů pracujících v reálném čase, která slouží k formálnímu potvrzení správnosti kritických aplikací. Další část přednášek bude zaměřena na bezpečnostně kritické (safety-critical) aplikace, jejichž selhání může mít katastrofické následky. Na cvičeních budou studenti řešit nejprve několik menších úloh s cílem jednak zvládnout práci se základními komponentami RTOS VxWorks a jednak změřit časové parametry OS a hardwaru, které jsou potřebné při výběru platformy vhodné pro danou aplikaci. Poté se bude řešit složitější úloha - časově náročné řízení modelu, kde bude možno plně využít vlastnosti použitého RTOS. Úlohy na cvičeních se budou řešit v jazyku C.

Osnovy přednášek:

1. Úvod do systémů reálného času, požadavky, vlastnosti, aplikace
2. Operační systém VxWorks
3. POSIX 1003.1b - přenositelné rozhraní operačních systémů reálného času
4. Referenční model systému reálného času
5. Off-line (hodinkami řízené) rozvrhování
6. Rozvrhování se statickou prioritou
7. Rozvrhování s dynamickou prioritou
8. Správa sdílených zdrojů v systémech reálného času
9. Kombinování real-time a běžných úloh
10. Vývoj bezpečnostně-kritického (safety-critical) aplikací, standardy pro funkční bezpečnost, úroveň bezpečnosti (SIL)
11. Techniky pro zvýšení spolehlivosti bezpečnostně kritického softwaru (redundance, kódování, dekompozice)
12. Studie HAZOP, software HAZOP, ukázka aplikace
13. Vícejádrové systémy a reálný čas, přehled RTOS

Osnovy cvičení:

1. Základy VxWorks IDE: tvorba aplikaci, simulátor VxWorks, přístup k dokumentaci, ladění
2. VxWorks API: Mutexy, semafory
3. VxWorks API: Real-Time procesy a sdílená paměť
4. Blokování na mutexu, dědění priorit
5. Cyklická exekutiva, měření doby běhu (WCET)
6. Měření latence rozvrhovače
7. Měření latence při komunikaci po Ethernetu
8. Semestrální práce - distribuované řízení motoru v reálném čase (steer-by-wire) + vizualizace pomocí vestavěného web serveru

Literatura:

Buttazzo, Giorgio C, Hard Real-Time Computing Systems, Predictable Scheduling Algorithms and Applications, Springer, 2011 Burns A. and Wellings A.: Real-Time Systems and Programming Languages (Fourth Edition), Ada 2005, Real-Time Java and C/Real-Time POSIX, Addison Wesley Longmain, 2009 Redmill F., Morris Ch. et al, System Safety: HAZOP and Software HAZOP, Wiley, April 1999

Požadavky:

Zájemce musí zvládat základy programování v jazyce C a programování vícevláknových aplikací. Výhodou (ale ne podmínkou) je absolvování předmětu A0B35APO a B4B35OSY. Stránky předmětu: https://moodle.dce.fel.cvut.cz/

Předmět je zahrnut do těchto studijních plánů:

Plán Obor Role Dop. semestr
MPKYR3_2016 Systémy a řízení PV 3
MPKYR1_2016 Robotika PO 1
MPKYR4_2016 Letecké a kosmické systémy PV 3
MPKYR2_2016 Senzory a přístrojová technika PV 3
MPKYR5_2016 Kybernetika a robotika PV 1


Stránka vytvořena 11.12.2017 17:47:27, semestry: L/2016-7, Z,L/2017-8, Z/2018-9, připomínky k informační náplni zasílejte správci studijních plánů Návrh a realizace: I. Halaška (K336), J. Novák (K336)
Za obsah odpovídá: doc. Ing. Ivan Jelínek, CSc.