Est-il possible de bénéficier d'une aide financière ?

Oui, pour certains programmes de formation, vous pouvez demander une aide financière ou une bourse si vous n'avez pas les moyens de payer les frais d'inscription. Si une aide financière ou une bourse est disponible pour votre programme de formation, vous trouverez un lien de demande sur la page de description.

Théorie et analyse des systèmes embarqués en temps réel

Théorie et analyse des systèmes embarqués en temps réel

Ce cours fait partie de Spécialisation "Systèmes embarqués en temps réel"

Instructeur : Sam Siewert

6 837 déjà inscrits

Inclus avec

4 modules

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niveau Avancées

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Ce que vous apprendrez

Méthodes d'analyse de la faisabilité d'un service en temps réel à priorité dynamique
Méthodes de contrôle des problèmes d'inversion de priorité non bornés
Éviter et sortir de l'impasse
Éviter et récupérer l'inversion de priorité non limitée

Compétences que vous acquerrez

Catégorie : Software Design
Catégorie : System Programming
Catégorie : System Design and Implementation
Catégorie : Theoretical Computer Science
Catégorie : Embedded Systems
Catégorie : Debugging
Catégorie : Algorithms
Catégorie : OS Process Management
Catégorie : Verification And Validation
Catégorie : Performance Tuning

Outils que vous découvrirez

Catégorie : Linux
Catégorie : Real-Time Operating Systems

Détails à connaître

Certificat partageable

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Évaluations

4 devoirs

Enseigné en Anglais

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Ce cours fait partie de la Spécialisation "Systèmes embarqués en temps réel"

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Apprenez de nouveaux concepts auprès d'experts du secteur
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Il y a 4 modules dans ce cours

Ce cours fournit une dérivation mathématique complète et approfondie et un examen des modèles pour les politiques d'ordonnancement et la détermination de la faisabilité à la main et avec des outils monotones de taux, ainsi qu'une comparaison avec les performances réelles pour les threads planifiés en temps réel fonctionnant sur un système Linux natif. A la fin de ce cours, l'apprenant sera capable de dériver entièrement la borne supérieure de la politique monotone de taux de priorité fixe pour la faisabilité ainsi que de justifier la politique monotone de taux et sera capable de comparer avec l'ordonnancement dynamique des priorités, y compris la politique du délai le plus court en premier et la politique du moindre laxisme.

A la fin de ce cours, les apprenants seront capables de dériver et d'expliquer le modèle mathématique de la moindre borne supérieure monotone, ainsi que d'effectuer une analyse des diagrammes de temps pour les services logiciels à priorité fixe et dynamique. On apprendra à utiliser des outils d'analyse (Cheddar) pour automatiser l'analyse du temps et la comparer à la performance réelle. Les objectifs spécifiques incluent : ● Théorie du taux monotone (modèles mathématiques complets) ● Différences entre la politique de taux monotone à priorité fixe et les politiques de priorité dynamique " earliest deadline first " et " least laxity " ● Théorie de l'ordonnancement et pratique de l'écriture de code pour des cadres multifréquences, des services RTOS préemptifs prioritaires, et des services threadés en temps réel sur des systèmes d'exploitation traditionnels (Linux) ● Construction d'un système Linux multiservice simple utilisant des extensions POSIX en temps réel sur Raspberry Pi 3b en utilisant le séquençage et des méthodes pour enregistrer et vérifier l'accord entre la théorie et la pratique ● Génération et analyse de diagrammes de temps à l'aide de Cheddar Ce cours comprend des exigences matérielles et logicielles spécifiques. Veuillez consulter la FAQ ci-dessous pour plus de détails.

A la fin de ce module, vous serez en mesure d'analyser les mathématiques impliquées dans la condition de la moindre borne supérieure monotone, ainsi que ses défis et ses alternatives. Une extension de la politique d'ordonnancement RM, c'est-à-dire la politique d'ordonnancement monotone par échéance, ainsi que l'implémentation d'un test d'achèvement pour déterminer la faisabilité exacte de la politique d'ordonnancement monotone par taux font également partie du champ d'application de ce module. Les travaux de programmation permettront de mettre en œuvre des services en temps réel au niveau du système et de déterminer les meilleures politiques d'ordonnancement pour respecter les délais des systèmes en temps réel conçus, ainsi que leurs avantages et inconvénients.

Inclus

14 vidéos12 lectures1 devoir3 devoirs de programmation3 évaluations par les pairs1 sujet de discussion

14 vidéos Total 191 minutes

Cours Connaissances présumées en temps réel et vue d'ensemble 12 minutes
Code Walkthrough : Syslog pour le traçage et les affectations autogradées 7 minutes
Politique de priorité fixe monotone et optimalité (révision) 10 minutes
Ordonnancement monotone des taux dans la limite supérieure la plus basse 13 minutes
Défis et alternatives à la politique de RM à priorité fixe 16 minutes
Extensions monotones de la politique de tarification monotone en fonction de l'échéance 11 minutes
Ordonnancement en fonction de l'échéance : utilisation d'alternatives dynamiques de priorité 14 minutes
Dérivation RM LUB - Introduction 13 minutes
Deux cas qui déterminent la limite supérieure la plus basse de la RM 13 minutes
RM Limite supérieure la plus basse Point d'intersection 10 minutes
Dérivation de la limite supérieure la plus basse du RM - Conclusion 23 minutes
Faisabilité nécessaire et suffisante par l'analyse du pire cas (test exact) 12 minutes
Faisabilité exacte d'une politique monotone avec point d'ordonnancement 24 minutes
Faisabilité exacte d'un taux monotone à l'aide d'un test d'achèvement 13 minutes

12 lectures Total 214 minutes

Mises à jour des cours et soutien à l'accessibilité 1 minute
Étudiants sans crédit : Bienvenue et où trouver de l'aide 10 minutes
Exigences matérielles et logicielles 10 minutes
AIDE SUPPLÉMENTAIRE : Installation d'un laboratoire à domicile 10 minutes
Guide du code pour les Peer-To-Peer 10 minutes
Lignes directrices pour l'examen par les pairs de la qualité du code 10 minutes
CODE : CU Boulder Linux Example Code - Public 10 minutes
Manuel : RTECS avec Linux et RTOS 10 minutes
Compétences de base en matière de Makefile à l'aide d'un exemple 10 minutes
Exemples d'analyse de synchronisation pour RM, EDF et LLF 10 minutes
Lisez, examinez et comprenez les dérivations dans le document original de la RMA (Liu & Layland) 120 minutes
Facultatif : Analyse exacte du taux monotone 3 minutes

1 devoir Total 30 minutes

Module 1 - Étapes clés de la dérivation de la borne inférieure supérieure de la RM 30 minutes

3 devoirs de programmation Total 540 minutes

Affectation 1 : Emulation de diagramme de temps - non harmonique, inférieur à LUB, faisable, marge (sûre) 180 minutes
Affectation 2 : Emulation de diagramme de temps - non harmonique, supérieur à LUB, faisable, marge (sûre) 180 minutes
Affectation 3 : Emulation de diagramme de temps - RM réussit, Fair échoue 180 minutes

3 évaluations par les pairs Total 180 minutes

Affectation 1 : Emulation de diagramme de temps - non harmonique, inférieur à LUB, faisable, marge (sûre) 60 minutes
Affectation 2 : Emulation de diagramme de temps - non harmonique, supérieur à LUB, faisable, marge (sûre) 60 minutes
Affectation 3 : Emulation de diagramme de temps - RM réussit, Fair échoue 60 minutes

1 sujet de discussion Total 10 minutes

Présentez-vous 10 minutes

À la fin de ce module, les apprenants seront en mesure de décrire le modèle de conception des services en temps réel, de décrire les difficultés de mise en œuvre telles que le blocage sans limite et de décrire le fonctionnement normal - demande de service, synchronisation entre un ISR et chaque thread ou tâche, initialisation, envoi de messages d'alerte, gestion des erreurs et terminaison.

Inclus

15 vidéos2 lectures1 devoir3 devoirs de programmation3 évaluations par les pairs

15 vidéos Total 229 minutes

Comparaison entre la politique RM et le Round Robin 14 minutes
Méthode de rappel pour l'ordonnancement à priorité fixe de RM Création de diagrammes de temps 8 minutes
Diagrammes de synchronisation RM plus complexes 12 minutes
Diagramme de temps avec un cas harmonique 7 minutes
Diagramme de synchronisation avec un cas d'harmonique d'utilité totale 6 minutes
Exemple de diagramme de temps comparant RM et EDF 14 minutes
Prise en charge de l'extension POSIX RT 17 minutes
Modèle de conception général Partie 1 : Fonctions, services et systèmes AMP RT 20 minutes
Modèle général de conception, partie 2 : systèmes AMP multiservices à plusieurs noyaux 20 minutes
Modèle de mise en œuvre : Services périodiques avec POSIX RT Threads, Interval Timers et Signals 19 minutes
Files d'attente de messages pour la synchronisation et le partage des données 18 minutes
Code Walkthrough : Démonstration de la fonctionnalité POSIX RT 9 minutes
Méthodes de détermination du pire temps d'exécution (WCET) 26 minutes
Méthodes d'accélération du WCET pour respecter les délais 24 minutes
Gigue et dérive de la période de demande de service 15 minutes

2 lectures Total 183 minutes

Extensions RT de POSIX - 1003.1 dans Linux, QNX, Solaris, FreeBSD, etc. 180 minutes
Ressources optionnelles pour les extensions POSIX 1003.1 RT 3 minutes

1 devoir Total 30 minutes

Module 2 | Mise en œuvre du service et admission au temps réel à l'aide de l'ARM, du point d'ordonnancement, du test d'achèvement 30 minutes

3 devoirs de programmation Total 540 minutes

Affectation 4 : Emulation de diagramme de temps - non harmonique, supérieur à LUB, non faisable 180 minutes
Affectation 5 : Émulation de diagramme de temps - Harmonique, au-dessus de LUB, faisable, marge zéro (non sûr) 180 minutes
Affectation 6 : Emulation de diagramme de temps - non harmonique, échec RM, succès DM 180 minutes

3 évaluations par les pairs Total 180 minutes

Affectation 4 : Emulation de diagramme de temps - non harmonique, supérieur à LUB, non faisable 60 minutes
Affectation 5 : Émulation de diagramme de temps - Harmonique, au-dessus de LUB, faisable, marge zéro (non sûr) 60 minutes
Affectation 6 : Emulation de diagramme de temps - non harmonique, échec RM, succès DM 60 minutes

À la fin de ce module, les apprenants sauront quand utiliser les politiques de priorité dynamique, leurs avantages pour le temps réel doux, leurs inconvénients pour la détection et la récupération des erreurs, les défis de la détermination de la faisabilité et de l'efficacité par rapport à la priorité fixe.

Inclus

6 vidéos4 lectures1 devoir1 devoir de programmation1 évaluation par les pairs

6 vidéos Total 73 minutes

Avantages des priorités dynamiques et utilisation du FED 17 minutes
Inconvénients des priorités dynamiques et cas où le FED ne doit pas être utilisé 10 minutes
Avantages de la programmation dynamique et adaptative : Quand utiliser LLF 13 minutes
Inconvénients de l'ordonnancement adaptatif dynamique : Quand le LLF ne doit pas être utilisé 4 minutes
Comparaison finale des modes de défaillance et de rétablissement de l'EDF et du LLF 11 minutes
Introduction et aperçu de l'outil Cheddar 18 minutes

4 lectures Total 210 minutes

Taux monotone contre EDF - Document de synthèse 180 minutes
Principes fondamentaux du FED Livre et documents clés 10 minutes
Référence : Key Least Laxity First Papers 10 minutes
Mise à jour des outils et exemples de Cheddar 3.2 ! 10 minutes

1 devoir Total 30 minutes

Module 3 - L'échéance la plus proche d'abord, la laxité la plus faible d'abord 30 minutes

1 devoir de programmation Total 180 minutes

Affectation 7 : Emulation de diagramme de temps - non harmonique, échec RM, succès EDF et LLF 180 minutes

1 évaluation par les pairs Total 120 minutes

Affectation 7 : Emulation de diagramme de temps - non harmonique, échec RM, succès EDF et LLF 120 minutes

À la fin de ce module, les apprenants seront en mesure de décrire les problèmes liés aux ressources utilisées en dehors de l'unité centrale (mémoire, E/S et stockage) et de savoir comment les éviter ou les résoudre

Inclus

12 vidéos2 lectures1 devoir2 évaluations par les pairs

12 vidéos Total 152 minutes

Note sur les méthodes de synchronisation de Linux par rapport au RTOS 17 minutes
Blocage libérable pour la libération des services 6 minutes
Blocage limité et impact de l'efficacité d'exécution sur les systèmes RT 25 minutes
Définition du blocage non limité et exemples de causes racines 18 minutes
Code Walkthrough : Attente circulaire - Démonstration d'un blocage 6 minutes
Guide du code : Pouvez-vous trouver un moyen simple de sortir d'une impasse après un délai d'attente ? 4 minutes
Examen de l'utilisation des sémaphores et de la nécessité d'une section critique (S.C.) 4 minutes
Code Walkthrough : Démonstration de l'inversion de priorité non bornée 8 minutes
Héritage de priorité, plafond de priorité et émulation de plafond de priorité 19 minutes
Mars Pathfinder Problem - Rolling Reset 3 jours avant l'approche la plus proche de Mars 19 minutes
Analyse des causes profondes de la sonde Mars Pathfinder 10 minutes
Mars Pathfinder - La localisation des bogues et la correction 16 minutes

2 lectures Total 250 minutes

Protocole d'inversion de priorité (non borné) et d'héritage de priorité 240 minutes
OPTIONNEL : L'évolution de Linux en temps réel 10 minutes

1 devoir Total 30 minutes

Module 4 | Synchronisation des threads 30 minutes

2 évaluations par les pairs Total 360 minutes

Linux n'a pas de protocole d'héritage de priorité ou de plafond - Pourquoi ? Que peut-on faire ? 180 minutes
Qu'est-il réellement arrivé au Mars Pathfinder ? Pourquoi y a-t-il plusieurs histoires ? 180 minutes

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Préparer un diplôme

Ce site cours fait partie du (des) programme(s) diplômant(s) suivant(s) proposé(s) par University of Colorado Boulder. Si vous êtes admis et que vous vous inscrivez, les cours que vous avez suivis peuvent compter pour l'apprentissage de votre diplôme et vos progrès peuvent être transférés avec vous.¹

Instructeur

Sam Siewert

University of Colorado Boulder

4 Cours 25 043 apprenants

Offert par

University of Colorado Boulder

En savoir plus sur Génie électrique

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Real-Time Embedded Systems Concepts and Practices
Cours
University of Colorado Boulder
Real-Time Mission-Critical Systems Design
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Real-Time Embedded Systems
Spécialisation
28DIGITAL
Development of Real-Time Systems
Cours

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Étudiant(e) depuis 2018

’Pouvoir suivre des cours à mon rythme à été une expérience extraordinaire. Je peux apprendre chaque fois que mon emploi du temps me le permet et en fonction de mon humeur.’

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Foire Aux Questions

Configuration requise

● Un ordinateur Windows ou MAC pour l'accès à distance au Raspberry Pi

● Un réseau domestique avec accès à Internet et un routeur permettant d'atteindre le Raspberry Pi sur le réseau local (Wi-Fi ou Ethernet)

● SSH activé sur le Raspberry Pi (obligatoire)

● VNC activé sur le Raspberry Pi (facultatif, pour l'accès au bureau à distance)

Exigences matérielles

Pour compléter cette spécialisation, vous aurez besoin d'une configuration de laboratoire à domicile basée sur une plate-forme Linux embarquée prise en charge. La configuration suivante est requise et testée pour toutes les activités du cours.

Matériel requis

● Plate-forme matérielle Linux embarquée - Recommandée : Raspberry Pi 3B+ (famille Raspberry Pi ou équivalent)

● Carte MicroSD (16 Go minimum ; 32 Go recommandés)

● Alimentation [context sensitive] de 5V / 2,5A avec interrupteur

● Caméra USB compatible UVC (USB 2.0 ou supérieur)

● Câble HDMI

● Moniteur HDMI + clavier + souris (pour la configuration initiale uniquement)

● Connexion réseau entre le Raspberry Pi et votre routeur domestique (Wi-Fi ou Ethernet)

Configuration matérielle recommandée

Raspberry Pi 3B+, qui peut être obtenu à partir de :

● SparkFun (~44 $, carte uniquement) ou

● CanaKit Raspberry Pi 3 Model B+ Starter Kit (~125 $, comprend la carte) plus :

● Carte microSD (préchargée avec NOOBS ou Raspberry Pi OS)

● Dissipateurs thermiques

● Boîtier

● Alimentation [context sensitive] 5V / 2,5A avec interrupteur

● Câble HDMI

● Caméra USB compatible UVC (USB 2.0 ou mieux)

Configurations matérielles alternatives

Bien que le Raspberry Pi 3B+ soit la plateforme officiellement prise en charge, vous pouvez utiliser d'autres plateformes embarquées compatibles avec Linux à vos propres risques :

● Raspberry Pi 4 (offre USB 3.0, 2+ Go de RAM et Gigabit Ethernet)

● Jetson Nano, DE10-SoC, ou cartes similaires (utilisateurs avancés uniquement ; auto-support requis)

Remarque : tout le code de démarrage fourni dans cette spécialisation est testé et vérifié sur le Raspberry Pi 3B+ avec Raspberry Pi OS (anciennement Raspbian).

Exigences logicielles

Capacité à installer et à utiliser l'un des outils d'accès à distance suivants sur votre ordinateur :

● MobaXterm (recommandé pour Windows)

● PuTTY

● VNC Viewer

Pour accéder aux supports de cours, aux devoirs et pour obtenir un certificat, vous devez acheter l'expérience de certificat lorsque vous vous inscrivez à un cours. Vous pouvez essayer un essai gratuit ou demander une aide financière. Le cours peut proposer l'option "Cours complet, pas de certificat". Cette option vous permet de consulter tous les supports de cours, de soumettre les évaluations requises et d'obtenir une note finale. Cela signifie également que vous ne pourrez pas acheter un certificat d'expérience.

Lorsque vous vous inscrivez au cours, vous avez accès à tous les cours de la spécialisation et vous obtenez un certificat lorsque vous terminez le travail. Votre certificat électronique sera ajouté à votre page Réalisations - de là, vous pouvez imprimer votre certificat ou l'ajouter à votre profil LinkedIn.

Plus de questions

Visitez le Centre d'Aide pour les Étudiants

Aide financière disponible,