PDF de programación - Instrumentación de Tiempo Real - Tema 1. Introducción

Instrumentación de Tiempo Real

UNIVERSIDAD DE CANTABRIA

Tema 1. Introducción
Tema 2. Recursos de acceso al hardware
Tema 3. Interrupciones
Tema 4. Puertas básicas de entrada/salida (I)
Tema 5. Recursos de temporización de bajo nivel
Tema 6. Multitarea en Ada
Tema 7. Puertas básicas de entrada/salida (II)

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Modelo de sistema objeto de estudio
de la asignatura

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Reloj

Temporizador

Controlador

de interrupciones

Computador

Dispositivos

de E/S

Controla o
monitoriza

Planta

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Sistemas de Tiempo Real

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Un sistema de tiempo es una combinación de computador,
dispositivos de E/S y software de propósito especial en la
que:
• existe una fuerte interacción con el entorno
• el entorno cambia con el tiempo
• el sistema debe controlar y/o reaccionar frente a diferentes

aspectos del entorno

Como consecuencia:
• se imponen requerimientos temporales al software
• el software es de naturaleza concurrente

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Sistemas de Tiempo Real

(cont.)

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“En aplicaciones de tiempo real, la validez de una
computación depende, no sólo del resultado obtenido, sino
también del instante en el que se obtiene”

Ejemplo de
sistema de tiempo real

mide la
temperatura

actúa sobre la
válvula de refrigeración

Requerimiento temporal:

la medida de la temperatura y el control de la
válvula debe realizarse con una periodicidad

máxima de 10 mseg

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Necesidad de concurrencia en
sistemas de tiempo real

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Lo habitual es que un sistema de tiempo real tenga que
realizar varias actividades de forma concurrente
Por ejemplo: tareas en el controlador de un coche:
• medir la velocidad cada 200 ms
• controlar la inyección cada 40 ms
• control del ABS cada 80 ms
Para el programador resulta más sencillo trabajar sobre cada
una de las tareas de forma independiente
• el sistema operativo o el lenguaje de programación

proporcionará el soporte para que las tareas se ejecuten de
forma concurrente

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Estrategias de aproximación al
problema

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Programación en lenguaje ensamblador
• acceso directo a los recursos de temporización de bajo

nivel (temporizadores, relojes, etc)
• dificil implementar la concurrencia
• apropiado para aplicaciones sencillas
• apropiado para microcontroladores pequeños (y baratos)
Programación con un lenguaje de alto nivel
• acceso directo a recursos de temporización de bajo nivel
• dificil implementar la concurrencia
• apropiado para aplicaciones de complejidad media
• apropiado para microcontroladores de tamaño medio

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Estrategias de aproximación al
problema

(cont.)

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Programación con un lenguaje de alto nivel que soporta la
concurrencia (Ada) (o con C y un sistema operativo POSIX)
• el acceso a los recursos de temporización de bajo nivel se

hace de forma transparente para el programador

• fácil implementar la concurrencia
• apropiado para aplicaciones de complejidad media o alta
• apropiado para controladores relativamente potentes

Ensamblador

eficiencia

Lenguaje

de alto nivel

Lenguaje de alto
nivel concurrente

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portabilidad
fiabilidad
potencia

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