Análise do determinismo na comunicação por rede em sistemas computacionais embarcados em veículos aeroespaciais

• Main Author: Sérgio Duarte Penna
• Other Authors: Marcelo Lopes de Oliveira e Souza
• Language: Portuguese
• Published: Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais 2008
• Online Access: http://urlib.net/sid.inpe.br/mtc-m18@80/2008/11.26.12.38

Sistemas computacionais embarcados em veículos aeroespaciais têm assumido um caráter distribuído na tentativa de resolver problemas como reconfigurabilidade, escalabilidade, mantenabilidade, comunalidade e longevidade de componentes e subsistemas. Em um sistema de computação distribuída, processos e tarefas são executados por computadores similares interligados por um canal de comunicação. Por outro lado, sistemas distribuídos apresentam desafios de projeto bem maiores que os tradicionais sistemas ditos monolíticos, onde todas as funções são executadas por um único computador combinando hardware e software. Dentre eles destacamos o determinismo (previsibilidade na ocorrência de eventos), a causalidade (a ordenação temporal de ocorrências de eventos) e o sincronismo (simultaneidade de ocorrências de eventos) [Stankovic, 1988]. Este trabalho tem por objetivo a análise do determinismo na comunicação por rede em sistemas computacionais embarcados em veículos aeroespaciais. Um caso de estudo representado por um modelo simples de um corretor de trajetória é analisado exercitando técnicas disponíveis, em particular usando fundamentos do Network Calculus e a multiplexação por divisão do tempo, buscando assegurar um caráter determinístico à comunicação de dados. Os resultados obtidos são comparados e é mostrado que as análises são suficientes para determinar parâmetros essenciais para uma escolha correta do meio físico e da estratégia apropriada para transmissão de dados ainda em fase de projeto. Finalmente, as limitações encontradas nas análises feitas são discutidas e novos estudos são sugeridos. === Computer systems aboard aerospace vehicles have become more and more distributed in an attempt to solve real-life problems such as reconfigurability, scalability, maintenability, commonality and longevity of components and subsystems. On the other hand, distributed systems pose a much bigger challenge in system design than traditional, monolithic systems, whereby functions are performed by a single component combining hardware and software. Determinism (predictability in the occurrence of events), causality (temporal ordination of occurence of events) and synchronism (simultaneousness in the occurrence of events) [Stankovic, 1988] can be pointed out as major challenges in system design. This work intends to analyze determinism in network communications in computer systems aboard aerospace vehicles. A simple model of a trajectory corrector is introduced and analyzed under a few available techniques, such as those derived from Network Calculus theory and from Time-Division Multiplexing, aiming to ensure determinism in data communication. Results obtained are compared and it is shown that the analysis perfomed are sufficient for obtaining essential parameters for a correct choice of the physical medium and data transmission strategy during a design phase. Finally, limitations found are discussed and further studies are suggested.