“Integration of generic operating systems in partitioned architectures”
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Revision as of 16:05, 31 March 2017
João Pedro Craveiro (advised by José Rufino)
Master’s thesis, Faculdade de Ciências, Universidade de Lisboa, 2009
Abstract: A especificação Integrated Modular Avionics (IMA) define um ambiente compartimentado com funções de aviónica de diferentes criticalidades a coexistir numa plataforma computacional. A especificação relacionada ARINC 653 define uma interface padrão entre as aplicações e o sistema operativo subjacente. Ambas as especificações provêm do mundo da aviónica, mas estão a ganhar o interesse de parceiros da indústria espacial, que identificaram requisitos em comum entre as aplicações aeronáuticas e espaciais. No âmbito deste interesse, foi definida a arquitectura AIR, sob contrato da Agência Espacial Europeia (ESA). Esta arquitectura fornece segregação temporal e espacial, e prevê o uso de diferentes sistemas operativos em cada partição. A segregação temporal é obtida através do escalonamento fixo e cíclico dos recursos às partições. Este trabalho estende a heterogeneidade prevista entre os sistemas operativos das partições (POS). Tal foi motivado pelas dificuldades documentadas em portar aplicações para sistemas operativos de tempo-real, e pela noção de que a integração apropriada de um POS não-tempo-real não comprometera a pontualidade das funções críticas de tempo-real. Para este efeito, o Linux foi utilizado como caso de estudo. Uma variante embedida de Linux é construída e avaliada quanto à sua adequação como POS na arquitectura AIR. Para garantir uma integração segura, é proposta uma solução baseada na interface de paravirtualização do Linux, paravirt-ops. No decurso destas actividades, foram também feitas melhorias à definição da arquitectura AIR. O mais significante, motivado pelo pretendido aumento da heterogeneidade entre POSs, foi a introdução de um novo componente, AIR Partition OS Adaptation Layer (PAL). Este componente proporciona aos principais componentes da arquitectura AIR maior independência face ao POS, facilitando os esforços para a sua certificac¸ ˜ao independente. Outros melhoramentos fornecem mecanismos avançados de pontualidade, como mode-based schedules e monitorização de incumprimento de metas temporais de processos.
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Project(s): Project:AIR-II
Research line(s): Timeliness and Adaptation in Dependable Systems (TADS)
