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A framework for mixed-criticality partitioned real-time embedded systems

by Mars Jos Salazar

Los sistemas empotrados son cada da ms comunes y complejos, de modo que encontrar procesos seguros, eficaces y baratos de desarrollo software dirigidos especficamente a esta clase de sistemas es ms necesario que nunca. A diferencia de lo que ocurra hasta hace poco, en la actualidad los avances tecnolgicos en el campo de los microprocesadores de los ltimos tiempos permiten el desarrollo de equipos con prestaciones ms que suficientes para ejecutar varios sistemas software en una nica mquina. Adems, hay sistemas empotrados con requisitos de seguridad (safety) de cuyo correcto funcionamiento depende la vida de muchas personas y/o grandes inversiones econmicas. Estos sistemas software se disean e implementan de acuerdo con unos estndares de desarrollo software muy estrictos y exigentes. En algunos casos puede ser necesaria tambin la certificacin del software. Para estos casos, los sistemas con criticidades mixtas pueden ser una alternativa muy valiosa. En esta clase de sistemas, aplicaciones con diferentes niveles de criticidad se ejecutan en el mismo computador. Sin embargo, a menudo es necesario certificar el sistema entero con el nivel de criticidad de la aplicacin ms crtica, lo que hace que los costes se disparen. La virtualizacin se ha postulado como una tecnologa muy interesante para contener esos costes. Esta tecnologa permite que un conjunto de mquinas virtuales o particiones ejecuten las aplicaciones con unos niveles de aislamiento tanto temporal como espacial muy altos. Esto, a su vez, permite que cada particin pueda ser certificada independientemente. Para el desarrollo de sistemas particionados con criticidades mixtas se necesita actualizar los modelos de desarrollo software tradicionales, pues estos no cubren ni las nuevas actividades ni los nuevos roles que se requieren en el desarrollo de estos sistemas. Por ejemplo, el integrador del sistema debe definir las particiones o el desarrollador de aplicaciones debe tener en cuenta las caractersticas de la particin donde su aplicacin va a ejecutar. Tradicionalmente, en el desarrollo de sistemas empotrados, el modelo en V ha tenido una especial relevancia. Por ello, este modelo ha sido adaptado para tener en cuenta escenarios tales como el desarrollo en paralelo de aplicaciones o la incorporacin de una nueva particin a un sistema ya existente. El objetivo de esta tesis doctoral es mejorar la tecnologa actual de desarrollo de sistemas particionados con criticidades mixtas. Para ello, se ha diseado e implementado un entorno dirigido especficamente a facilitar y mejorar los procesos de desarrollo de esta clase de sistemas. En concreto, se ha creado un algoritmo que genera el particionado del sistema automticamente. En el entorno de desarrollo propuesto, se han integrado todas las actividades necesarias para desarrollo de un sistema particionado, incluidos los nuevos roles y actividades mencionados anteriormente. Adems, el diseo del entorno de desarrollo se ha basado en la ingeniera guiada por modelos (Model-DrivenAdvisors/Committee Members: Alonso Muoz, Alejandro Antonio.