ac6-training, un département d'Ac6 SAS
 
Site affiché en Français
Site affiché en FrançaisVoir le site en English (USA)Voir le site en English (GB)
go-up

leftthintrapezium-20-bb9203 ac6 > ac6-training > Programmation > Temps réel > Programmation Multicoeur avec OSEK/VDX et AutoSAR Renseignements Télécharger la page Call us Ecrivez nous

MC4 Programmation Multicoeur avec OSEK/VDX et AutoSAR

Eviter les pièges de la programmation temps réel multicœur

formateur
Objectifs
  • Découvrez les notions de multitâche temps réel
  • Maîtriser la programmation concurrente
    • Sur le même processeur
    • Sur un système multiprocesseur
  • Comprendre les interactions avec l'architecture du processeur
    • Cache
    • Pipeline
    • Optimisations
    • Multi-core et Hyperthreading
  • Comprendre la structure d'un noyau temps réel
    • OSEK/VDX
    • Autosar multicoeur
Ce cours apprend à maîtriser la programmation temps réel et multi-tâches en comprenant comment résoudre efficacement les problèmes rencontrés en fonction des primitives disponibles sur l'OS utilisé.
  • Un PC Linux par binôme
  • Une carte cible sous Linux
  • Compilateur et débogueur croisés
  • Support de cours imprimé
  • Présentation et solutions des exercices
  • Bonne connaissance de la programmation C, si possible en environnement embarqué
  • Compréhension de base de l'architecture des processeurs
  • Les exercices s'attachent à mettre en œuvre les mécanismes disponibles pour résoudre des problèmes classiques: Readers-writers, producteurs-consommateurs, le repas des philosophes...
  • Chaque exercice comprend une explication détaillée et un schéma, ce qui aide à comprendre le fonctionnement des algorithmes.
  • Pour chaque exercice il est fourni un code quasiment complet avec des parties à compléter, ce qui permet, après une phase de compréhension du code fourni, de maîtriser des fonctionnalités qui habituellement prennent des heures à concevoir.
  • Le cours comprend des exercices facultatifs destinés à approfondir la compréhension des sujets traités.
  • Cours théorique
    • Support de cours imprimé et au format PDF (en anglais).
    • Le formateur répond aux questions des stagiaires en direct pendant la formation et fournit une assistance technique et pédagogique.
  • Activités pratiques
    • Les activités pratiques représentent de 40% à 50% de la durée du cours.
    • Elles permettent de valider ou compléter les connaissances acquises pendant le cours théorique.
    • Exemples de code, exercices et solutions
    • Un PC (Linux ou Windows) par binôme de stagiaires (si plus de 6 stagiaires) pour les activités pratiques avec, si approprié, une carte cible embarquée.
    • Le formateur accède aux PC des stagiaires pour l'assistance technique et pédagogique.
  • Une machine virtuelle préconfigurée téléchargeable pour refaire les activités pratiques après le cours
  • Au début de chaque demi-journée une période est réservée à une interaction avec les stagiaires pour s'assurer que le cours répond à leurs attentes et l'adapter si nécessaire
  • Tout ingénieur ou technicien en systèmes embarqués possédant les prérequis ci-dessus.
  • Les prérequis indiqués ci-dessus sont évalués avant la formation par l'encadrement technique du stagiaire dans son entreprise, ou par le stagiaire lui-même dans le cas exceptionnel d'un stagiaire individuel.
  • Les progrès des stagiaires sont évalués de deux façons différentes, suivant le cours:
    • Pour les cours se prêtant à des exercices pratiques, les résultats des exercices sont vérifiés par le formateur, qui aide si nécessaire les stagiaires à les réaliser en apportant des précisions supplémentaires.
    • Des quizz sont proposés en fin des sections ne comportant pas d'exercices pratiques pour vérifier que les stagiaires ont assimilé les points présentés
  • En fin de formation, chaque stagiaire reçoit une attestation et un certificat attestant qu'il a suivi le cours avec succès.
    • En cas de problème dû à un manque de prérequis de la part du stagiaire, constaté lors de la formation, une formation différente ou complémentaire lui est proposée, en général pour conforter ses prérequis, en accord avec son responsable en entreprise le cas échéant.

Plan du cours

  • Tâche et descripteurs de tâches
  • Changement de contexte
Exercise :  Écriture d'une routine de changement de contexte
  • Mécanismes d'ordonnancement et de préemption
    • Ordonnancement avec ou sans tic d'horloge
  • Modes d'ordonnancement et preuves d'ordonnançabilité
    • Ordonnancement à priorités fixes
    • Ordonnancement RMA et EDF
    • Ordonnancements adaptatifs
Exercise :  Écriture d'un ordonnanceur simple, à priorités fixes
  • Besoin d'interruptions dans un système temps réel
    • Interruptions de timer
    • Interruptions de périphériques
  • Notion d'interruption sur niveau ou sur front
  • Acquittement matériel et logiciel
  • Vectorisation des interruptions
Exercise :  Écriture d'un gestionnaire d'interruption simple
  • Interruption et ordonnancement
Exercise :  Extension de l'ordonnanceur pour supporter un ordonnancement en ronde (round-robin)
  • Cohérence de cache
    • Snooping
    • Snoop Control Unit: transferts cache à cache
    • Machine d'état MOESI
  • Ordonnancement et cohérence mémoire
    • Ordre des accès
    • Ordonnancement mémoire
    • Barrières mémoire
    • Cohérence de données et DMA
  • Accès aux données et multicoeurs
    • Instructions Read-Modify-Write
    • Linked-Read/Conditional-Write
  • Synchronisation en multicoeurs
    • Spinlocks
    • Interruptions inter processeurs
Exercise :  Écriture d'un spinlock
  • Ordonnancement multicoeurs
    • Affectation d'interruptions à un coeur
    • Ordonnanceur multicoeurs
  • Optimisations multicoeurs
    • Optimisation de l'utilisation des caches
    • Éviter les "faux" partages
    • Éviter la saturation des caches
Exercise :  Étude d'un ordonnanceur multicoeurs
  • Mise en attente et réveil des tâches
  • Sémaphores
Exercise :  Mise en œuvre des sémaphores par interaction directe avec l'ordonnanceur
  • Exclusion mutuelle
    • Spinlocks et masquage d'interruptions
    • Mutex ou sémaphores
Exercise :  Mise en œuvre du mécanisme de mutex
    • Mutex récursifs et non récursifs
Exercise :  Vérifier la bonne imbrication des mutex récursifs et l'utilisation de mutex non récursifs
    • Le problème de l'inversion de priorité
    • L'héritage de priorité (le mécanisme automagique)
    • Le plafond de priorité (la réponse centrée sur la conception)
Exercise :  Mise en place du mécanisme de plafond de priorité
  • Mutexes et variables condition
Exercise :  Ajout du support des variables condition aux mutex
  • Les boites aux lettres
  • Les divers problèmes de la programmation parallèle
    • Accès concurrent non maîtrisé
Exercise :  Le problème "producteur-consommateur", ou une illustration d'accès concurrents et sa solution
    • Deadlocks (étreinte fatale)
    • Livelocks (blocage vivant)
    • Starvation (famine)
Exercise :  Le problème du "dîner des philosophes", illustration des risques de deadlocks, livelocks et de famine
  • Gestion des tâches
    • Tâches de base
    • Tâches étendues
    • Politiques d'ordonnancement
    • Activation et terminaison des tâches
  • Gestion des interruptions
  • Evènements de synchronisation
  • Resources
  • L'architecture multicoeur d'Autosar
  • Notion d'entités localisables
  • Améliorations de l'ordonnancement OSEK/VDX
  • Spinlocks Autosar
  • Le communicateur inter OS-Application
  • Migrer une applications Autosar vers une plateforme multicoeur