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<header><h1>
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Real Time
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</h1></header>
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## Temps réel vs non - temps réel
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Pour les systèmes non temps réel, seule l'exactitude du résultat importe, le traitement est principalement contrôlé par
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des données massives, et ils ne dépendent pas d'un matériel spécifique.
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En revanche, pour les systèmes temps réel, non seulement l'exactitude du résultat est importante, mais aussi le moment
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où le résultat apparaît. Le traitement est contrôlé par des événements, les données sont simples,
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les quantités sont modérées, le processeur est intensément utilisé, et ces systèmes dépendent d'un matériel spécifique.
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**Système Déterministe:**
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1. L'état futur du système peut être prédit de manière précise à partir de son état actuel et des entrées.
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2. Chaque transition d'état est définie de manière univoque par les conditions actuelles, assurant une prévisibilité totale.
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3. Les réponses du système à des signaux d'entrée sont constantes, sans dépendance de la qualité ou du nombre de ces signaux.
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4. Idéal pour les applications où la précision du timing et la prédictibilité du comportement sont cruciales, comme dans les systèmes temps réel.
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5. Le concept de déterminisme assure une fiabilité et une certitude dans le fonctionnement du système.
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**Système Non-Déterministe:**
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1. L'état futur du système ne peut pas être prédit de manière précise à partir de son état actuel et des entrées, introduisant une certaine incertitude.
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2. Plusieurs transitions d'état peuvent résulter des mêmes conditions initiales, rendant le comportement du système moins prévisible.
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3. Les réponses du système à des signaux d'entrée peuvent varier en fonction de différents facteurs, tels que la charge du système ou les conditions d'exécution.
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4. Souvent utilisé dans des applications où une flexibilité est nécessaire, mais peut poser des défis dans les systèmes où la prédictibilité est cruciale.
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5. La gestion de l'incertitude et l'adaptabilité aux conditions changeantes sont des caractéristiques clés des systèmes non-déterministes.
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### Système temps réel
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- ***Temps réel dur:*** Le systéme fait une erreur si le délai est dépassé.
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- ***Temps réel souple:*** Le système accepte le dépassement du délai sans grave conséquence.
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- ***Temps réel ferme:*** Le système accepte le dépassement du délai, mais le résultat n'est plus d'aucune utilité.
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### Management du temps (Timing)
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Le timing peut avoir principalement deux formes différentes :
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- *Timing absolu:* Une tâche sera exécutée à un moment dans le temps bien déterminé.
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- *Timing relatif:* Une tâche sera exécutée à la suite de l'apparition d'un événement.
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Le timing peut par-contre aussi être classé comme suit :
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- *Fixed Time:* Une tâche sera exécutée à un moment bien précis.
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- *Fixed Time +/-:* L'exécution d'une tâche est démarrée dans un tout petit intervalle de temps avant ou après un moment bien précis.
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- *Latest Time:* L'exécution d'une tâche est démarrée dans un intervalle de temps avant le moment le plus tard possible.
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- *Earliest Time:* L'exécution d'une tâche est démarrée dans un intervalle de temps après le moment le plus tôt possible.
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### Management du traitement
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***Multitasking:***
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Traitement en thread: pseudo-parallèle
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***Multiprocessing:***
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Traintement en parallèle sur plusieurs coeur / processeurs.
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### Management des ressources
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***Mutex:***
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Une ressource peut être utilisée par un seul processus à la fois
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***Semaphore:***
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Une ressource peut être utilisée par un nombre limité de processus et sous des conditions bien précise
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### Approches pour la programmation temps réel
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***Synchrone:***
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Tout est planifié à l'avance pendant la phase de programmation.
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***Asynchrone:***
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Rien est planifié à l'avance. Toutes les décisions sont faites pendant d'exécution.
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#### Synchrone
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Le timing des tâches cycliques est planifié précisément.
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Ces dernières sont synchronisées (démarrées) par un signal d'une horloge.
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La scéquence des tâches est déterminé à l'avance
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Le temps cumulée de l'execution des tâches ne doit pas dépasser le temps d'un cycle.
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<u>*Avantages*</u><br>
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- Timing précis
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- Comportement déterministe
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<u>*Avantages*</u><br>
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- Inadaptée aux Processus Sporadiques :
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- Inflexibilité
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#### Asynchrone
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Le timing des tâches est contrôlé soit par un RTOS soit par un XF.
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Les tâches sont contrôlées par des événements et des appels de méthodes.
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Des tâches parallèles sont sérialisées.
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Le séquencement des tâches n'est pas déterminé.
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<u>Avantages</u><br>
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- Flexibilité face aux changements de spécification du système.
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- Implémentation possible au moyen de diagrammes d'états transitions.
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<u>Inconvénients</u><br>
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- Le RTOS ou le XF introduit des délais dans le traitement.
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- Le timing n'est pas très précis, rendant les systèmes moins déterministes en temps.
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- Systèmes toujours préemptifs, avec la possibilité d'interruptions dans le traitement
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## Processus & Thread
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**Processus :**
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Un processus est un programme en cours d'exécution, avec sa propre mémoire et ses ressources allouées.
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Dans le contexte des systèmes temps réel, un processus est souvent appelé une "task" (tâche).
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Il peut être lié à un Real-Time Operating System (RTOS) ou un Executive Framework (XF).
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Chaque processus a son propre espace mémoire, ce qui signifie qu'il ne partage pas directement ses données avec d'autres processus.
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La communication entre les processus se fait généralement à travers des messages.
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**Thread :**
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- Un thread est une unité d'exécution plus légère au sein d'un processus.
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- Contrairement à un processus, un thread partage le même espace mémoire que son processus parent.
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- Les threads peuvent être exécutés de manière concurrente, ce qui permet un parallélisme au sein du processus.
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- Les threads peuvent communiquer plus facilement entre eux, car ils ont un accès direct à la mémoire partagée.
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**Différence :**
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- La principale différence réside dans la gestion de la mémoire. Les processus ont leur propre espace mémoire distinct, tandis que les threads partagent la même mémoire avec leur processus parent.
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- Les threads permettent une exécution concurrente au sein du même processus, tandis que les processus sont généralement des entités indépendantes.
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- En résumé, un processus est un programme complet en cours d'exécution, tandis qu'un thread est une unité d'exécution plus petite qui partage la mémoire avec d'autres threads dans le même processus.
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```plantuml
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@startuml
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binary "Red Task" as r
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binary "Green Task" as g
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binary "Blue Task" as b
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concise "Task" as t
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robust "Red Task" as rt
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@0
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r is low
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g is low
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b is low
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t is {-}
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rt is Sleep
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@1
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r is high
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g is high
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b is high
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t is "" #blue
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rt is ready
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@2
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r is low
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g is low
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b is low
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t is "" #green
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@4
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t is "" #red
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rt is running
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@6
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b is high
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t is "" #blue
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rt is interrupt
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@7
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b is low
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t is "" #red
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rt is running
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@9
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b is high
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g is high
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t is "" #blue
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|
rt is interrupt
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@10
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b is low
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g is low
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t is "" #green
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@12
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t is "" #red
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rt is running
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@13
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t is {-}
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rt is Sleep
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@enduml
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```
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## Scheduling
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## OSAL, OXF, RTOS
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**Différence entre OSAL, OXF et RTOS :**
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1. **OSAL (Operating System Abstraction Layer) :**
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- L'OSAL est une couche d'abstraction qui fournit une interface uniforme pour accéder aux services du système d'exploitation sous-jacent.
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- Il permet de rendre le code portable entre différents systèmes d'exploitation en masquant les détails spécifiques de chaque système.
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- L'OSAL est utile dans des environnements où le système d'exploitation peut varier, permettant ainsi d'adapter le logiciel à différentes plates-formes sans changer le code applicatif.
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2. **OXF (Object Execution Framework) :**
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- L'OXF est un framework qui fournit une infrastructure pour le développement d'applications temps réel orientées objet.
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- Il facilite la modélisation d'objets réactifs, possédant souvent une machine à états, et offre une gestion efficace des événements.
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- L'OXF peut être utilisé avec ou sans RTOS. Il fournit des fonctionnalités telles que la gestion des événements, la gestion des tâches, et la synchronisation entre les objets réactifs.
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3. **RTOS (Real-Time Operating System) :**
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- Un RTOS est un système d'exploitation conçu pour répondre aux exigences temporelles strictes des systèmes temps réel.
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- Il offre des fonctionnalités telles que l'ordonnancement des tâches, la gestion du temps, la synchronisation, et la gestion des interruptions pour assurer des réponses prévisibles aux événements.
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- Un RTOS peut être utilisé en conjonction avec l'OXF pour développer des systèmes temps réel orientés objet.
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**Conclusion :**
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- L'OSAL fournit une abstraction des services du système d'exploitation.
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- L'OXF est un framework pour le développement d'applications temps réel orientées objet.
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- Un RTOS est un système d'exploitation temps réel complet, offrant des services spécifiques pour répondre aux contraintes temporelles strictes.
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