Simulación y verificación de propiedades no-funcionales para sistemas embebidos

Abstract

RESUMEN: Al contrario que otros sistemas de cómputo genéricos, los sistemas embebidos de tiempo real (ERTSs) interaccionan con su entorno y están sujetos a restricciones específicas, por lo que su diseño implica desafíos que son únicos en esta disciplina. En estos sistemas, la validez del diseño depende no sólo del hecho de que se calcule un resultado, sino también del hecho de que dicho resultado sea computado antes de un tiempo límite, con un bajo consumo energético, con un uso mínimo de memoria o de tal modo que el comportamiento térmico del chip no degrade su funcionalidad ni su fiabilidad. Estas propiedades no funcionales son tan importantes (o incluso más importantes) que el resultado del cómputo per se. Entre las propiedades no funcionales se incluye el consumo energético, las transacciones con memoria, la contención en el bus o en la red en chip, el balanceo de carga, el tiempo de ejecución, el comportamiento térmico... La optimización de estas propiedades induce una mayor duración de la batería, una interacción con el usuario más fluida, mejor calidad en las transmisiones o una mayor fiabilidad del sistema. Esta tesis presenta varias técnicas para analizar las propiedades no funcionales de sistemas embebidos de tiempo real.

ABSTRACT: Unlike other generic computing systems, embedded real-time systems (ERTSs) interact with their environment and are subject to specific constraints; so their design usually faces particular challenges that are unique to this discipline. In these systems, the correctness of the design depends not only on the fact that it can compute something, but also on non-functional properties, such as the execution time, which are are as important as (or even more important than) the result of the computation per se. By ``non-functional'' properties, we refer to energy consumption, memory transactions, bus and NoC contention, memory optimization, load balancing, execution time, thermal behavior, etc. These non-functional properties are meant to induce longer battery life, smoother user interaction, better quality in the transmissions or more reliability. This dissertation presents various techniques and tools for tackling the design challenges that are unique to ERTSs.