Fundamentos de Planificación de Tareas en Sistemas de Tiempo Real
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Objetivo de la Planificación (Scheduling)
El objetivo principal es repartir el tiempo de procesador entre varias tareas de forma que se garanticen los requisitos temporales de todas ellas. Es fundamental definir un modelo de cómputo adecuado, considerando:
- Tareas estáticas o dinámicas.
- Tareas periódicas, esporádicas y aperiódicas.
- Tareas independientes, sincronización y comunicación.
Multiprogramación y Estados de Tarea
Las tareas se realizan como hebras concurrentes. Una tarea puede estar en varios estados. Las tareas ejecutables se despachan para su ejecución de acuerdo con un método de planificación:
- Prioridades fijas (FPS)
- Primero el más urgente (EDF)
- Primero el más valioso (VBS)
Tareas Periódicas y Prioridades
Prioridades monótonas en frecuencia
La asignación de mayor prioridad a las tareas de menor periodo es óptima.
Instante crítico
La interferencia es máxima cuando todas las tareas se activan a la vez. El instante inicial se denomina instante crítico.
Propiedades del Tiempo de Respuesta
Proporciona una condición necesaria y suficiente para la garantía de los plazos r ≤ d. Permite un análisis del comportamiento temporal del sistema más exacto que la prueba del factor de utilización.
El elemento crítico es el cálculo del tiempo de cómputo de cada tarea:
- Optimista: Los plazos pueden fallar aunque el análisis sea positivo.
- Pesimista: El análisis puede ser negativo aunque los plazos no fallen en realidad.
Análisis Estático del WCET
- Descomposición: Del código en un grafo dirigido compuesto por bloques básicos (secuencias).
- Cálculo de bloques: Cálculo del WCET de cada bloque básico a partir del código de máquina y del modelo del procesador.
- Cálculo total: Cálculo del WCET total a partir del camino más largo del grafo.
Tareas Esporádicas y Aperiódicas
Prioridades monótonas en plazos
Cuando los plazos son menores o iguales que los periodos, la asignación de mayor prioridad a las tareas de menor plazo de respuesta es óptima. El tiempo de respuesta se calcula de la misma forma que con la asignación monótona en frecuencia.