sistema embebidos: características agustín j. gonzález 1s07 se ha tomado como base el material...
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Sistema Embebidos: Características
Agustín J. González1s07
Se ha tomado como base el material generado por Peter
Marwedel de la Univ. Dortmund, Alemania
(Paréntesis) Tendencias del uso de microprocesadores
Deben ser confiables, Confiabilidad, Reliability R(t) = Probabilidad que el
sistema trabaje correctamente dado que está funcionando en t=0
Mantenibilidad, Maintainability M(d) = probabilidad que el sistema vuelva a trabajar correctamente d unidades de tiempo después de una falla.
Disponibilidad, Availability A(t): probabilidad que el sistema esté funcionando al tiempo t
Seguridad personal: no causa daño Seguridad informática: comunicación confidencial y
autenticada. La creación de un sistema confiable debe ser
considerado desde un comienzo, no una consideración posterior.
Características de los sistemas Embebidos (1)
Confiabilidad Sea T: tiempo hasta primera falla, T es una variable
aleatoria Sea f(t) la función de densidad de probabilidad de T Reliability R(t) = probabilidad que el tiempo de la primera
falla es mayor que tiempo t:
R(t)=Pr(T>t), t0
Ejemplo: Distribución exponencialR(t)=e-t; f(t)=e-t
f(t)
t
R(t)1
t1/
~0.37
dt
dR(t)=f(t);f(x)dx=R(t)
t
F(t)
F(t) = probabilidad que el sistema falle antes de tiempo t:
F(t) = 1-R(t) = Pr(T≤t)
Ejemplo: Distribución exponencial
λte=F(t) 1
F(t)1
t
t
f(x)dx=F(t)0
Tasa de falla
t
t1st phase 2nd phase 3rd phase
La tasa de falla en tiempo t es la probabilidad que el sistema falle entre t y t+:
Comportamiento típico desistema de hardware(“curva tina de baño")
Para distribución exponencial:
λ=e
λe=
R(t)
f(t)λt
λt
R(t)
f(t)=
ΔtR(t)
F(t)Δt)+F(t=
Δt
t)>TΔt+t(T=λ(t)
ΔtΔt
mli
0mli
0
/Pr
Probabilidad condicional (“dado que el sistema funciona en t”)
FIT = número esperado de fallas en 109 hrs. (failure in time)
MTTF = E{T}, valor esperado para T (Mean Time To Failure)
0
MTTF f(t)dtt=TE=
dte+et=dteλt= λtλtλt
0
0
0
expMTTF
vu'vu=v'u
Ejemplo: Distribución exponencial
λ
=λ
=eλ
= λt 110
11MTTF 0exp
De acuerdo a la definición de valor esperado
MTTF, MTTR y MTBF
Ignorando la naturaleza estadística de fallas
operational
faulty
MTTFMTTRMTBF
t
MTBF
MTTFty Availabili mli =A(t)=A
t
MTTR = mean time to repair(promedio del tiempo de reparación usando distribución M(d))
MTBF = mean time between failures = MTTF + MTTR
Características de Embedded Systems (2)
Deben ser eficientes Energía Tamaño de código Peso Costo
Están Dedicados a ciertas aplicaciones
Interfaces de usuario dedicadas(no mouse, keyboard y pantalla)
Características de Embedded Systems (3)
Muchos ES deben cumplir restricciones de tiempo real Un sistema de tiempo real debe reaccionar a
estímulos del objeto controlado (u operador) dentro de un intervalo definido por el ambiente.
Respuestas correctas pero tardías son erradas. Una restricción de tiempo real se dice
DURA (hard) si su incumplimiento puede resultar en catástrofe.
Toda otra restricción de tiempo son blandas (soft).
Sistemas de tiempo real Son sinónimos Embedded y Real-Time
La mayoría de los sistemas embebidosson real-time
La mayoría de los sistemas detiempo realson embebidos
embeddedembedded
real-timereal-time
embedded embedded real-timereal-time
© Jakob Engblom
Características de Embedded Systems (4)
Están frecuentemente conectados a ambientes físicos a través de sensores y actuadores.
Son sistemas hibridos(partes análogas + digitales).
Típicamente son sistemas reactivos:“Un sistema reactivo es uno que está en interacción continua con su ambiente y su ejecución es a un ritmo determinado por ese ambiente” [Bergé, 1995]
Su comportamiento depende de su entrada y su estado actual. Un modelo apropiado es el de un autómata, el modelo funciones computables es inapropiado.
Desafíos de los Sistemas embebidos
Ambientes dinámicos
Capturar el comportamiento deseado
Validar especificaciones
Trasladar eficientemente especificaciones a implementación
Cómo chequeamos si cumplimos las restricciones de tiempo real?
Cómo chequeamos si cumplimos el consumo prometido?
Ambientes dinámicos
Capturar el comportamiento deseado
Validar especificaciones
Trasladar eficientemente especificaciones a implementación
Cómo chequeamos si cumplimos las restricciones de tiempo real?
Cómo chequeamos si cumplimos el consumo prometido?