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Technique

Formation Mettre en oeuvre des systèmes temps réel avec Linux

Linux pour les applications critiques

L'utilisation croissante de Linux dans des développements applicatifs à destination industrielle, notamment pour des systèmes temps réel, se justifie par la robustesse et la stabilité de ce système ainsi que par l'ouverture de son code source qui permet au développeur de personnaliser le noyau pour optimiser le fonctionnement de périphériques ou de protocoles spécifiques. En fonction des contraintes temporelles qui lui sont imposées, le développeur dispose de plusieurs possibilités pour construire une application sur Linux. Depuis les processus ordonnancés en temps-réel souple par le noyau standard jusqu’aux extensions s’appuyant sur des micronoyaux hard-realtime (comme Xenomai), cette formation de 3 jours propose un cheminement logique et illustré dans le panorama des solutions temps-réel disponibles avec Linux.
Objectifs de cette formation Mettre en oeuvre des systèmes temps réel avec Linux
  • Comprendre l'ordonnancement sous Linux
  • Savoir développer des applications temps réel souple
  • Être en mesure de développer des applications temps réel basées sur Linux-rt ou Xenomai
Public
  • Toute personne intéressée par les systèmes temps réel sur Linux
Pré-requis
Programme détaillé

1ère partie : Ordonnancement sous Linux

Introduction

  • Noyau et espace utilisateur
  • L'organisation du système
  • La répartition des ressources

Le multitâches sous Linux

  • Processus et threads Posix
  • Comparaison des temps de création et commutation des processus et des threads
  • Synchronisation et communication entre tâches
  • Vitesse de communication par file de message
  • Utilisation de la mémoire partagée

Les systèmes multiprocesseurs symétriques (SMP)

  • Multiprocesseur, multi-coeur, hyperthreading
  • Affinités et migrations des tâches

Le temps-partagé

  • Ordonnanceurs O(1) et CFS, groupement automatique des tâches
  • Priorités, nice
  • Synchronisation par mutex et par variable condition
  • Influence de la priorité temps-partagé

2ème partie : Temps-réel souple

Fifo et Round-robin

  • Passage en temps-réel
  • La gestion des priorités
  • Configuration des noyaux 2.6.21 et postérieurs

Les timers

  • Création de timers Unix et Posix
  • Mesures temporelles

Les interruptions

  • Principe
  • Organisation des handlers
  • Préemptibilité du noya
  • Latences

Les problèmes classiques liés au développement temps-réel

  • Lancement de tâches en parallèle
  • Inversion de priorité
  • Reprise de mutex

3ème partie : Temps-réel amélioré avec Linux-rt

Le patch Linux-rt

  • Principe
  • Patch d’Ingo Molnar et Thomas Gleixner
  • Compilation d’un noyau après application du patch Linux-rt

La préemption totale

  • Effets de l’option de préemptibilité totale
  • Activation à la compilation
  • Vérification de la préemptibilité

Threadeds interrupts

  • Configuration de la priorité des handlers d’interruptions.

Instrumentation et mesures

  • Outils RT-test et cyclictest
  • Utilisation de cyclictest et comparaison avec le noyau standard
  • Comparaison du comportement des exemples du chapitre précédent

4ème partie : Extensions temps-réel strict pour Linux

Les principes du temps-réel strict (Hard Realtime)

  • Noyau standard et extensions RT-Linux, RTAI, Xenomai

Installation et validation de Xenomai

  • Patch et bibliothèque utilisateur
  • Compilation du noyau et des outils de test

Applications sous Xenomai

  • Patch et bibliothèque utilisateur
  • Compilation du noyau et des outils de test
  • Vérification des priorités par rapport aux tâches du noyau standard
  • Priorités par rapport au kernel Linux
  • Test de précision des timers

Gestion des interruptions

  • Handler d’interruption dans l’espace utilisateur
  • Real Time Driver Model
  • Mesure des latences d’interruption

Conclusion

  • Discussions libres sur l’ensemble des thèmes abordés
Les plus de cette formation Mettre en oeuvre des systèmes temps réel avec Linux
  • De nombreux ateliers pratiques sont réalisés tout au long de la formation
  • Expérimentations libres suivant les demandes des participants

Informations

  • Durée : 3 Jours (21h)
  • Réf. : IXU18


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