ch2 itr conceptionsystèmestr_v6

8/18/2019 Ch2 ITR ConceptionSystèmesTR_v6

1/94

! "#


3/94



, 7 6 8 06 3 3

6 1

,3 9#

# :

.

; 9


4/94



= # #

= 1 # # #

= > ? 3

@A = > 1 1

= B

= 16


5/94



! "

5 1 D E 1 F G # 6 > *%°#

#

F +

6 #

; #

H 3# # #

06 Port I/O binaire

t

1

0


6/94



!

" # #

H

# #

06


7/94



!

= I 1 # #

1#

# +H# >

F/

@ 9:

06 3 5"


8/94



! "

; G =1

=

=

5 =

=


9/94



!

H 13L

> 3 " # # +# +M# 5,

.# 0# ;# N3# O"F

06 ;/


10/94



!

0

5 3

5 35

/

06

! " # $ "


11/94



! !

I 1 L 3#

16 L

.3 L

/ > 1 L


12/94



#!$ !% "& !

= P

= 2 13

= 6 ! L

, 3#

EntréeClavier

Tâche Y

Alerte

Tâche X

Alarme

Lecture consigne

Observé par lesystème informatique

Évènements émis par leprocédé réel


13/94



#!$ !% "& !

= = 2 13 = 6 ! L

3#

EntréeClavier

Tâche Y

Alerte

Tâche X

Alarme

Lecture… … … … …

Tâche Y

…consigne

Observé par lesystème informatique

Évènements émis par leprocédé réel


14/94



Application

Noyau / Exécutif

T â c h e

i

T â c h e

j

T â c h e

k

T â c h e

l

T â c h e

nMesures

Horlogetemps réel

Interruptions

Gestion dutemps

Gestion des

interruptions

PrimitiveGestion desévènements

Ordonnanceur


16/94



+

E F

F 3 @ B

SPECIFICATION

CODAGE

CONCEPTIONPRELIMINAIRE

TESTSUNITAIRES

CONCEPTIONDETAILLEE

INTEGRATION

VALIDATION


17/94



(

3

E 3 P ? 96 ;5:

SPECIFICATION

CONCEPPRELIMIN

INTEGRA

VALIDAT

CODAGE

TESTSUNITAIRES

CONCEPTION

DETAILLEE

Soft


18/94



' ,

. # # #

# # # F

X 66# F

, # 9# # 3

?

3 ! # #


19/94



- .

SPECIFICATION

CODAGE

TESTSCONCEPTION

INTEGRATION

CODAGE - C

CONCEPTION

ADAPTEE

TE

SIMULATION

Développement en environnement hôte Développement en envir


20/94



- "

3 /$ ( 95/.: ( 3 9H5/.: % % -

> /6 ;/50. = =# 0#

9: ? 03 % 9E=# 3 5/.0: 1 2? 2 (


21/94


Rappels | Méthodologie de développement STR |SART | DARTS | Optimisation | Exemple | Implé

H 6 7 .

=1 9: 6

3

,

SADT SA SA-RT ESML

Structured AnalysisDesign Technics

1976

Structured Analysis1979

Spécificationsd’un système

Spécificationsstatiques d’un

logiciel

Spécificationsdynamiquesd’un logiciel


22/94



3 !

% &

'

& ( &)* +

,

- # . /

&,0. &1

' 2$

3 $

&1# 44&5

5 #&

&$&5

Encodeurrotatif A-B 90°

Position lue

AcquérirVitesse

Vitesse Régulervitesse

Consigne

Impulsions de command

Estimation vitesse - position


23/94



4 &

5 3 / 3

3 3

5 @ / 1

3 @

G 1

5 3 3 3 $


24/94



5

#

#

#

.

DonnéeD o n n é e _1

DoDonnée

Donnée Donnée

D o n n

é e_ 1

D

D o

6788 9 : ;+7<6788 9 678=

678>


25/94



5

4&&3 VG SY 1?T Y

Mesurertempérature

1

Signaltempérature (mV) Températuremesurée (°C)

Commanderéclairage

2

Signal

interrupteur

Allumage

éclairage

Calculervitesse

3

D i s t a n c e p a r c o u r u e

T o p

h o r l o g e


26/94



5 6

4&$& V, SY3T

MesurerTempérature

1

Température_mesurée (°C)

Température_consigne (°C) *

RéglerTempérature

2

Afficher

Température3

C(cm

A

(7

Température_consigne (°C) *

Signal_température

(mV)


27/94



5

4& V, SY3T

Capteur Signal

ActionneurCommande

Production de do

Consommation de


28/94



5

= @ 3

;

= 3 3 6 @

4&&@ VG SY 1?T Y

Contrôler

température1

Piloter

vanne2

Gérer

énergie3

S

d


29/94



5

= 3 @ # 16 3

4&3&&@ V, SY3T

. 3

# 0 V ( H V . V

VérifierTempérature

1

Température_consigne

Température

Trop_chaud

Déclenchement

Contrôle de processus périodiquesou boucles sans fin

Contrôle de processus non périodique


30/94



/ $ 3

– 3 1 – # #

=


31/94



2

H 6 H3 6 1 6 1

H 1 L 3 3

@

3 @ 3 33 A

H 3 3 L 3

H H3 3 $


32/94



( &

Piloterfour à verre

0

T e m p é r a t u r e

Niveau_sable

A r r i v é

e_ s a b l

e

A r r ê

t

M a r c h e

Capteurtempérature

Capteurniveau sable

Capteur détectionsable

Console

opérateur

M

>

Détecteursable

Détecteurniveau

Chauffage

Approvisionnent

Capteurtempérature

SABLE

VERRE


33/94



(

Chaufferfour

3

Acquérirtempérature

1

Analysertempérature

2

Détecterarrivée sab

4

Analyniveau

5

Analyserbesoin sab

6

Régulerfour

7

T e m p é r a t u r e A r r ê

t

M a r c h e

E / D

E / D

T

E / D

T

C h a

u f f a g e

_ t e r m i n

é

TTempérature_consigne

Température_mesurée *

Niveau_consigne

C h a u f f a

g e

Cde_chauffage

N

Trop _ fro id

S a b l e _t o m b é


34/94



État repos

Fonctionnementnormal

Régulationniveau sable

Régulationchauffage

Marche Acquérir température Analyser température Détecter arrivée sable

Arrêt Acquérir température Détecter arrivée sable

Trop_froid Chauffer four

Sable_tombé Acquérir niveau sable Analyser besoin sable

Chauffage_terminé Analyser température


35/94



7 8

X

X

YSystèm

ede

contrôle

a

b

c

Diagramme de contexte

1

a

h

Diagramme préliminaire

2

4

j

g

F

3

1.1

ah

Diagramme de décomposition

1.2

1.4

j

g

1.3

k

' H 6 3 H 9 > : 3


36/94



( & ;

/

) # < # ' 396 V (%Z[\:

E ]@

E


37/94



( & ;?=9>

5

;

;

0A

= # #


38/94



( & ;4=9>

- 1 32

E ;5 E

' /


39/94



( & ;@=9>

H3 ^

/ > ?

H 6 1

.

.

" 0# .°0 C'K (( 5'

Traçagedébogage

Commande

Régulateurrapide


40/94



( & ;9=9>

/


41/94


Rappels | Méthodologie de développement STR | SART |DARTS | Optimisation | Exemple | Implé

( !

1 3 7 .1 8 > 7 12. 8

H6 #

- -?

Méthode etspécification

fonctionnelle :

SA-RT

Flots de données•Structured Design, 1979•Design Approach Real Time Systems, 1979•Modélisation Simulation des Machines Cybernétiques, 1

Objets•Hierachical Object Oriented Design, 1987•Unified Modeling Language, 1997


42/94



!

.L L 5 > &

+ 6# 9[./:# F

= 6 36 [./

, 36# 3

.L L 33

- > L 5 L

> L > L


43/94



- 8

Tâche 1

Tâche 2

Tâche 3

Tâche 8

TâcTâche 5

Tâche 4

Entrée

Communication

Entrée

Ressourcecritique

synchronisation

synchronisation

Communication

synchronisat

.L# 1# 1 / L 9/G: .

RdV

RdV

RdV


44/94



!

= LE L 1

6 5 L 6 L

\

Tâche 1

Tâche 1

Tâche 2

Tâche 1

Tâche 2

Tâche 1 Tâche 2

Tâche 1

Tâche 2


45/94



% "

.L [ [./9:

, + +. 9: ; 9:

.L

"_ >

manostat

HTR (300ms)

capteur

IT (RB1)

thermocouple

CG (cerbere1)

capteur

HR(250ms)

DériverpositionAcquérirposition

Acpre

Atem

Acpo

position


46/94



% ! %

.L P 3 5/.

# 1 + # 06 [./#

3 L /# " # # 1F

5 L#

6 V 9 Y 1?: e

entrée

signal d’activa


47/94



% !

5 # `-E1

"_ 6 9"5=: "5= '

+- > #

+- >

"5= > '

+- > #


48/94



% 6

6

Module_de_donnée

Tâche B

Tâche A

Lire

Ecrire

Initialiser

Tâche C


49/94



% A

L . 3 @ L

H L [./# +. ; L

L U ?> @

3 . "=

/ B L

a F


50/94



L

E L H5/. 3 5/.

E L @

. L E L 1 ? # [./

= L 9 [./# +.# ;: 9 :

= 3 5/. 1 L

L = 3 3

= \ $ L


51/94



*6 5 &

Sde

VoA

Af f i c h a g e _AB S

D e m a n d e _f r e i n a g e M i s e _ e n _ m a r c h

e

Activation_ABS

G l i s s e m e n

t_ r o u e

Commande_freinageContrôlersystèmefreinage

0

Capteurglissement

Boutonactivation

ABS

Pédale de freinCond

• 5P 3 5" # P 3 33

• 1

• G 1

• + 15" 3


52/94



*6 5

Lirebouton ABS

4

Acquérirdemandefreinage

1

Détecterglissement

2

Afficheétat bou

5

Commandfreinage

3

Contrôlerapplication

6

D e m a n d e _f r e i n a g e

M

a r c h e

E / D

E / D

Ac t i v a t i o n _AB S

G l i s s e m e n t _r o u e

T

A B S

_ d é s a c

t i v é A B

S_ a c t

i v é

E/Dglissement

Pas_glissement

P a s _f r e i n a g e

E / D

f r e i n a g e

Niveau_freinage


53/94



*6 (

Acquérirdemande_freinage

Demande_freinage

HTR (100ms) Niveau_freinage

Lecture

Écriture

Etat_glissement

Freinage

Lecture

Écriture

Etat_demande_AB

Lirebouton ABS

Activation_ABS

HTR (1000ms)

Détecterglissement roue

Glissement_roue

HTR (150ms)

ABS_activé

Evt

Contrôler

application

Commanderfreinage

Afficher bouton A


54/94



*6 (


Demande_freinage


Lecture

ÉcritureEtat_glissement

Lecture

Écriture

Etat_demande_ABS

Affichage_ABSLire et afficherdemande ABS

Activation_ABS

HTR (1000ms)


Glissement_roue

HTR (150ms)

Commanfreinag


55/94



2

((


56/94



*6 5

D e m a n d e _f r e i n a g e

M a r

c h e

E / D

E / D

Ac t i v a t i o n _AB S

G l i s s e m e n t _r o u e

T

A B S_ d é

s a c t i v é A B

S_ a c t

i v é

P a s _f r e i n a g e

E / D

f r e i n a g e

Niveau_freinage

Affichétat bou

5

Commandfreinage

3

Acquérirdemandefreinage

1

Détecterglissement

2

Lirebouton ABS

4

Contrôlerapplication

6E/Dglissement

Pas_glissement


57/94



- (


Demande_freinage


Etat_glissement

Freinage

Lire

bouton ABSActivation_ABS

HTR (1000ms)


Glissement_roue

HTR (150ms)

ABS_activé

Evt

Contrôlerfreinage

Commanderfreinage

Afficher é

bouton AB

ABS_activé


58/94



!


59/94



! ?=

7 3 8 7 @ 3 8 P

7 0&3 8

7 H 8 7 = 5" 8 3 > 7 @ 3 8 L 1

1# 3 3 7 4& 8 7 4&


60/94



0

H6 L # 1 3 P 1 L

LireÉcrire

Etat_demande_ABS

Activation_ABS

HTR (1000ms)

ABS_activé

Afficher étabouton AB

Lirebouton ABS

LireÉcrire

Etat_demande_ABS

Activation_ABS

HTR (1000ms)

Afficher étabouton ABS

Lirebouton ABS

LireÉcrire

Etat_demande_ABS

Activation_ABS

HTR (1000ms)Afficher étabouton ABS

Lirebouton ABS

HTR (1000ms)

Etat_demande_ABS_2


61/94



(


Demande_freinage


Lire

ÉcrireEtat_glissement

Freinage

Lire

ÉcrireEtat_demande_AB

Lirebouton ABS

Activation_ABS

HTR (1000ms)


Glissement_roue

HTR (150ms)

ABS_activé

Evt

Contrôlerfreinage

Commanderfreinage

Afficher bouton A


62/94



!

/ L P P

/ 6 L 16

@ / @ 3

3 / 3 > 3


63/94



-!

H6 L 16 P

État_moteur Contrôlermoteur

3

Moteur_arrété

Moteur_en_marche

État_frein Contrôlerfrein

4

Freinage

Pas_de_freinage

Contrôler étatsmoteur et frein

État_moteur

État_freinCo


64/94



-!

H6 L 16

Déterminervitesse

Capteur_roue Déterminerposition

3

Diamètre roue

Position Déterminervitesse

4

Vitesse

IT(Capteur_roue)


65/94



-!

/ 3 3 @

Géreraffichage

0

T

T Afficherdonnées

4

Donnée

Gérer affichagedes données

HTRCom

Effacerdonnées

3

Effacement


66/94



-!

/ >

Commande

robot1

Position_finale

Commanderdéplacements2

Commande robot

Piloterrobot

Commande_robot

Acquérircapteur

3

Programme_robotPosition_initiale

Lire

Écrire

Programme_robot

HTR

Donnée_capteur


67/94



(


Demande_freinage

HTR (100ms)Niveau_freinage

Lire

ÉcrireEtat_glissement

Lire

ÉcrireEtat_de

Affichage_ABLire et afficherdemande ABS

Activation_ABS

HTR (1000ms)


Glissement_roue

HTR (150ms)

Commafreina


69/94



1E

NS

R

RC

HTH1

TH2

Sync

M

~

~

R

RC

HTH1

TH2

Sync

N S

N S

R

RC

HallTH1

TH2

Sync


70/94



( &

Consignevitesse

Mesurevitesse

Synchro

secteur

Ondcarré

Comm

thyri

Régulateurvitesse


71/94



(

Estimer

délaiRC

Génér

onde ca

Estimerpériode

ConvertirdélaiRCconsigne

Calculer

vitesse

Régulervitesse

Retarder

acd

RC

Hall

Synchro

fin

délai RC

vitesse

période

RàZT

accélération

RàZ

consigne

dé


72/94



( (

HRT : 100ms

HRT : 100µs

HRT : 1msdélai

HRT : 1ms

accélération

période

4 : estimer période si Hall alorspériode.poster(cnt) ; cnt 0

sinoncnt cnt + 1

6 : réguler vitesse accélération.poster( PID(consigne.lire() – vitesse.lire() )

7 : conversiondélaiTH.écrire(

8 : retarder TH delaiTh.Décrementer_et_lire() = 0

Hall

RC

3 : conversion délai consigne vitesse consigne.écrire( K * délai.relever() )

5 : calculer vitesse vitesse.écrire( K / période )

délaiTH écrire

Synchro

2 : estimer délaiRC

si R alors cnt 0sinon cnt cnt + 1

si RC alorsdélai.poster(cnt)

1 : générer onde cR 1-R

R

vitesse

écrire

lire

décrémenter_et_lire


73/94



( (

Regro

HRT : 100µs

HRT : 1ms

6 : réguler vitesse

délaiTH.écrire( table [ PID( consigne.lire() – vitesse.lire() ] )

7 : retarder TH delaiTh.décrementer_et_lire() = 0

Hall

RC

délaiTHécrireSynchro

1 : estimer consigne et mesure // déterminer la consigne de vitesse si RC alorsconsigne.écrire( cnt_consigne x K )

// déterminer la mesure réelle de vitesse si Hall alors

vitesse.ecrire( 1 / cnt_reel )cnt_reel 0

sinoninc( cnt_reel )

// générer onde carréesi cnt_consigne = 100 alorscnt_consigne 0R R-1

sinoninc( cnt_consigne )

consigne

écrire

lire

vitesse

écrire

lire


74/94



- -FF ;== E == %! *G#'== -! H)% ?I


75/94



- -FF ;?=4>== ! < 5 -#%;>R

Q P - Q P N Q IP N Q IP U Q


76/94



- -FF ;4=4>== % 5 )( )(; >R

== )( U Q == Z ! ;>R

! C P

! [ \ Q R IC ?C 9 W T; P P .H;!> > R

1D; [ )(; D;> X D;> > \>P

TT

== ! ] 5 Z 1;>R

! 1P; P P ;

1 Q 1DNT

T

== ! 5 -

;>R!N ![9\P == == !!N; ! F IC !N; ! F

; Q IP ,Q 9P FF >!NO; ![\C I>P

T


77/94



• + H5/. – .L > 3 >

– " /. > •

• 4 • - L

• = 133 L D – " G6N$# /.0#

– , -+d# -0ZAGdH#


78/94



%

- Un sémaphore atom assurant l’atomicité.- Une variable donnée

lire( VT dst ){

lock(atom)dst = donnéunlock(atom

}}

struct mdd_t{

semaphore atomVT_t donnée

…

• 5

écrire( VT src ){

lock(atom)donnée = srcunlock(atom)

}…

struct VT_t{

real vitessreal temp

}


79/94



)

• E \ 3 H6 3

- Un sémaphore atom assurant l’atomicité.- Un sémaphore verrou permettant de mettre en attente les tâches.- Un compteur indiquant le nombre de tâches arrivées au rendez-v

wait(){

lock(atom)++ compteurunlock(atom)lock(verrou)

}

…

resume(){

lock(atwhile( c{

unloc-- com

}unlock

}}

struct async_point{

semaphore atomsemaphore verrouinteger compteur

…


80/94



,

• = -+d – int pthread_cond_wait(pthread_cond_t *cond, pthread

*mutex);int pthread_ cond_signal(pthread_cond_t *cond);

– int pthread_ cond_broadcast(pthread_cond_t *cond);

• H 6

• 16 ?e> • = # 6 • &&^

– H 6 e6 33 H# # 9 : f f


81/94



) - 1 sémaphore assurant l’atomicité.- 1 variable conditionnelle « attente » permettant de mettre en att- 1 compteur indiquant le nombre de tâches arrivées au point de re

resume(){

lock(atowhile( c{

--comsigna

}unlock(

}}

structure async_point{

semaphore atom;entier compteur;var_cond attente;

…

wait(){

lock(atom)++ compteurwait(attente, atom)unlock(atom)

}

…


82/94



) !• E e L 3 5# L

?e> 3 L

- 1 sémaphore atom assurant l’atomicité.- 1 variable conditionnelle attente permettant demettre en attente les tâches.- 1 variable compteur indiquant le nombre courrant

de tâches au point de rendez-vous.- 1 constante nbTache: nombre de tâchesattendues

…sync(){

lock(atom)++ compteif( compteu

while( cosignal(-- com

end_whielse

wait( atteend_ifunlock(atom}

}

structure sync_point{

semaphore atomentier compteurconstante nbTachevar_cond ATTENTE


83/94



$ 8


84/94



$ 8 ?=• E # - 1 sémaphore atom assurant l’atomicité.- 1 variable conditionnelle pas_vide, pour signaler l’ajout et

réveiller une tâche en attente- 1 booléen vide, pour connaître l’état de la BàL- 1 variable donnée contenant le message

structure BaL_ecr{

semaphore atomvar_cond pasVidebooleen videVT donnée

…

poster( VT src ){

lock(mutex)

donnée srcvide FAUXunlock(mutex)signal(pasVide)

}…

relever( VT dst{

lock(atom)while( vide )

wait( pasVdst donnévide VRAI

unlock(atom)}

}


85/94



$ 8 4=• # - 1 sémaphore atom assurant l’atomicité.- 2 variables conditionnelles pas_vide, pas_pleine pour signaler

l’ajout/le retrait et réveiller une tâche en attente- 1 booléen vide, pour connaître l’état de la BàL- 1 tableau de données contenant les messages- 2 index début, fin pour gérer le tableau en tampon circulaire

structure BaL_N{

semaphore atomvar_Cond pasPleinvar_Cond pasVidebooléen videconstante taille

VT donnée[ taille ]index début, fin

}

poster(VT src ){

lock( atom )while( ! vide and début = fin )

wait( pasPlein, atom )donnée[fin] srcfin ( ++fin ) % taille

vide FAUXunlock( atom )signal( pasVide )

}…

relever( VT d{

lock(atom)while( vide )

wait(pasVdst donnédébut ( +

if( début = fiunlock( mutesignal( pasP

}}


86/94



$ 8 @=• #

- 1 sémaphore atom assurant l’atomicité.- 1 variable conditionnelle pas_vide, pour signaler l’ajout et

réveiller une tâche en attente- 1 booléen vide, pour connaître l’état de la BàL- 1 tableau de variables données contenant les messages- 2 index début, fin pour gérer le tableau en tampon circulaire

structure BaL_N_ecr{

semaphore atomvar_Cond pasVidebooléen videconstante tailleVT donnée[ taille ]Index début, fin

…

poster( VT src ){

lock(atom)donnée[fin] srcif( ! vide and fin = début )

début ( ++début ) % taillefin ( ++fin ) % taille

vide FAUXunlock(atom)signal(pasVide)

}…

relever( VT{

lock(atomwhile( vid

wait(padst dodébut

if( début vide

unlock(ato}

}


87/94



!

= L 3

• = – – @

• = – – – – @ 6

• = 7 6 8 3 – >

P 1 D


88/94



!

H 3 – 06 3 – – 1

Periodic_task( Date période)

{Semaphore réveilDate échéanceéchéance maintenant()while (1) // boucle infinie

… // code de la procédure fonctionnelle …échéance échéance + périodeTIME_WAIT( réveil , échéance)

end_while}


89/94



&

V C

V R

V

0

V

t70%

1OO%

7O%

3O%

Pour une variation entre 2 seuils de tension àla période se détermine de façon suivante :

)1.()( / RC t

C eV t V −−=

C Rt t période

lC RC Rt

lC RC Rt

V

V C Rt eV t V C

RC t

C

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204,1%)30(..%)701ln(..

356,0%)70(..%)301ln(..

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90/94



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π π

π

π

π π

π

k V

V delai

delaV delaiV dt t V V delai

délai

Modulation linéaire de tenthyristors à partir d’une te

coefficient de linéarisatiopour obtenir un ratio de t

V 0 ~

MM

TH


91/94



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+

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12. E 1 H5/.


92/94



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93/94


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