Verificação, prototipação e análise de estratégias de escalonamento e controle para sistemas auto adaptativos tempo real

Abstract

O avanço tecnológico intenso da última década possibilitou a criação de sistemas cada vez maiores e mais complexos. A tendência é que tais sistemas venham a se expandir a aumentar sua complexidade cada vez mais rápido. Nesse contexto, surge a necessidade de abordagens inovadoras para o projeto e manutenção de tais sistemas, sendo o aumento das suas capacidades de auto-adaptação uma ideia promissora. A Rede de Sensores Corporais, (Body Sensor Network (BSN) em inglês), aparece como um exemplo de sistema onde a característica de auto-adaptação pode trazer diversas melhorias em sua qualidade, principalmente no que diz respeito à garantia de dependabilidade. Além disso, o potencial da BSN em uma área crítica como a área médica cria uma necessidade da garantia de requisitos de tempo, fazendo com que ela possua características de tempo real e tornando sua classificação como um sistema auto-adaptativo em tempo real razoável. Ademais, tal classe de sistemas traz consigo diversos desafios de projetos que devem ser solucionados. Dois importantes desafios são: (1) a decisão da política de escalonamento para garantir comportamento tempo real, e (2) a elaboração de um controlador para a garantia da auto-adaptatividade em si. Nesse sentido, o objetivo do presente trabalho é a implementação de um modelo de um escalonador EDF (Earliest Deadline First) juntamente com a BSN, que foi o sistmea escolhido para ser utilizado como estudo de caso, o qual é antes formalmente verificado no UPPAAL e depois implementado no middleware OpenDaVINCI. Além disso, este escalonador atua também como controlador da prioridade de escalonamento dos módulos a ele conectados, a partir de uma malha fechada com realimentação negativa. Os resultados mostram que o escalonador EDF com a ação de controle possibilita o escalonamento de módulos com diversas frequências e que respeita às deadlines sempre que possível dadas as limitações do hardware utilizado, o que não era possível anteriormente, garantindo também um escalonamento justo dos mesmos se assim for desejado.