Никита Ющенко / Евгений Петров, 5 курс, mod-sem [linux]

На этом форуме публикуются и уточняются постановки задач студентам, а также отслеживается ход их выполнения

Модератор: staff

Закрыто
Бычков Иван
Аспирант
Сообщения: 179
Зарегистрирован: 23 сен 2008 01:19 pm

Никита Ющенко / Евгений Петров, 5 курс, mod-sem [linux]

Сообщение Бычков Иван »

Тема работы

Разработка среды прогона для стенда полунатурного моделирования на базе realtime preemptive linux

Актуальность

Стенд полунатурного моделирования, разрабатываемый в ЛВК, на сегодняшний день использует среду прогона на основе системы rtms — набора модулей, загружаемых в ядро linux и сообщающих системе некоторые черты системы жёсткого реального времени. Система rtms поддерживается силами ЛВК (что очень трудоёмко), и имеет ряд ограничений, мешающих развитию стенда.

Задача данной работы — разработка другой системы прогона для стенда, на базе системы realtime preemptive linux. Предполагается, что это позволит решить обозначенные проблемы, не ухудшив при этом характеристики стенда.

В курсовой работе 3 курсе была показана применимость realtime preemptive linux в качестве основы для среды прогона стенда.

В курсовой работе 4 курса было разработано отображение интерфейсов rtms на realtime preemptive linux, и тем самым обеспечен запуск стенда «без rtms». Однако, так как среда прогона остаётся основанной на интерфейсах rtms, все ограничения (такие как невозможность использования нескольких ядер процессора и невозможность вытеснения моделей друг другом) сохраняются.

В этом году планируется модифицировать схему прогона (распределение активностей по нитям, последовательность выполнения основных шагов по организации процесса моделирования и т.п.), с учётом новых возможностей, которые даёт rt-preempt по сравнению с rtms.

План работы
  • «закрыть хвосты» по реализации rtms-over-rt-preempt [в фоне, результат ожидается к концу сентября];
  • изучить существующую среду прогона стенда
    (до сих пор работа Евгения ограничивалась тем, что делается «внутри rtms», а сценарии, по которым rtms используется стендом, не рассматривались);
  • изучить дипломную работу Стаса Беззубцева
    (там рассматривалось расширение интерфейсов rtms для обеспечения вытеснения одних моделей другими);
  • на базе предыдущих двух пунктов, а также полученных в прошлом знаний о rt-preempt, разработать предложения, как среда прогона должна быть модифицирована с целью «использовать потенциал rt-preempt»;
  • реализовать предложения, протестировать
  • оформить текст дипломной работы
Ожидаемые результаты дипломной работы
  • разработана среда прогона для стенда полунатурного моделирования на базе realtime preemptive linux,
  • среда проверена на таких-то классах моделей, и показала такие-то результаты по сравнению с ранее существовавшей средой.
Евгений Петров
Выпускник
Сообщения: 1
Зарегистрирован: 06 окт 2008 06:17 pm

Сообщение Евгений Петров »

Постановка задачи

Для разработки сложных вычислительных систем, таких как бортовая система самолета применяется стенд полунатурного моделирования, в котором компоненты, имеющиеся в наличии взаимодействуют с программными моделями отсутствующих. В связи с тем что в стенде присутствуют и программные и аппаратные компоненты, для его работы требуется операционная система реального времени. Сейчас стенд работает под управлением ОС Linux. Вообще говоря, Linux не является операционной системой реального времени, но существуют различные способы обеспечения в ней характеристик реального времени для отдельных процессов системы..
В настоящий момент эти характеристики обеспечиваются установленной системой поддержки задач реального времени (RTMS) — одной из реализаций реального времени в Linux, написанной в лаборатории. В связи с постоянным развитием вычислительной техники, требуется постоянная поддержка и адаптация системы под новое оборудование, что является трудоемкой задачей.
В рамках курсовой работы, проделанной на 3 курсе, было проведено экспериментальное тестирование rt-preemptive Linux — другой реализации реального времени в Linux — на предмет соответствия характеристикам, требуемым для работы в стенде.

Ход выполнения

Задачу предполагается решать в несколько этапов:
  • 1.Изучение интерфейса rtms, и rt-preempt Linux, на предмет возможности переноса, и обоснование его архитектуры.
    2.Реализация поверх rt-preempt интерфейса rtms, и проведение экспериментального тестирования.
    3.Изменение структуры стенда для использования интерфейса rt-preempt.
На предыдущих курсах мной были проведены выбор и тестирование операционной системы, реального времени, подходящей для работы стенда, выполнены первые два пункта.
Целью моей дипломной работы является изучение среды прогона моделей, на предмет ограничений в существующей системы, влияющих на точность моделирования, разработка и реализация модификаций, устраняющих эти ограничения.
За первый семестр мной изучена среда прогона. На тему устройства среды прогона сделан доклад на семинаре. Предполагается внести изменения в следующие изменения в архитектуру стенда:
  • *отказаться от существующей схемы в которой все модели выполняются последовательно в теле одного процесса. *Предполагается для каждой модели запустить отдельный процесс реального времени, благодаря чему появится возможность вытеснения моделей и задание им приоритетов, в соответствии с их директивными сроками выполнения.
    *избавиться от использования счетчика тактов процессора для измерения времени. (в существующей реализации он существует как наследие от RTMS и происходит двойной пересчет времени из микросекунд в такты и обратно)
    *реализовать в протоколе rteth(сетевой протокол реального времени) поддержку драйверов поставляемых с Linux, благодаря чему станет возможным использование различных сетевых адаптеров.
Параллельно с изучением стенда проводится отладка и исправление ошибок в реализации сделанной на 4 курсе. В настоящее время возможно собрать и запустить стенд поверх реализованного интерфейса. Возможен запуск моделирования в реальном времени, но при интенсивной работе моделей, периодически происходят ошибки. Отлавливанием которых я занимаюсь в данный момент.

Литература
  • 1.Linux Device Drivers, Third Edition. http://lwn.net/Kernel/LDD3/
    2.Документация ядра Linux.
    3.Разработка ядра Linux. Роберт Лав. Вильямс, 2006 г.
    4.Ядро Linux. Д. Бовет, М. Чезати. БХВ, 2007 г.
Александр Герасёв
Сотрудник
Сообщения: 58
Зарегистрирован: 15 сен 2004 03:50 pm

Сообщение Александр Герасёв »

В связи с тем, что единственным результатом работы за семестр заявлено (и, насколько я понимаю, является)
За первый семестр мной изучена среда прогона. На тему устройства среды прогона сделан доклад на семинаре.
перспективы работы кажутся весьма туманными.
Закрыто