Thèse soutenue

Intégration logicielle d'Applications Avioniques Modulaires Intégrées (IMA) sur COTS multicoeur : méthodologie d'intégration et métriques d'analyse temporelle conformes aux régulations de certification pour la réutilisation de logiciel dans les systèmes IMA

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Auteur / Autrice : Soukayna Raja M'sirdi
Direction : Yamine Aït-AmeurMarc Pantel
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Sureté de Logiciel et Calcul à Haute Performance
Date : Soutenance le 05/07/2017
Etablissement(s) : Toulouse, INPT
Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Mathématiques, informatique et télécommunications (Toulouse)
Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut de Recherche en Informatique de Toulouse (1995-....)
Jury : Président / Présidente : Christine Rochange
Examinateurs / Examinatrices : Marc Pantel, Claire Maiza, Frédéric Boniol, Sebastian Altmeyer
Rapporteur / Rapporteuse : Isabelle Puaut, Pascal Richard

Résumé

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Les interférences apparaissant dans les multicoeurs sont indésirables dans les systèmes tempsréel critiques, en particulier dans le domaine de l'aéronautique, où le déterminisme du fonctionnement temporel de tout système doit être formellement prouvé lors de la conception du système de manière à pouvoir être certifié et considéré comme opérationnel. Le but de cette thèse est de proposer une approche pour l'intégration logicielle d'applications IMA sur processeur multicoeur, sans impliquer de modification des plateformes logicielle et matérielle, et en respectant un maximum d'exigences de certification et concepts clés de l'avionique actuels, comme le partitionnement spatial et temporel ou encore la certification incrémentale. L'un des objectifs de la thèse est de respecter au maximum les procédés industriels d'intégration actuels de manière à maximiser les chances des contributions résultantes de la thèse d'être réutilisées au sein des industries avioniques. Un second objectif mineur est de permettre de réduire au minimum la phase d'adaptation des différents profils impliqués dans le processus d'intégration logicielle. Enfin, un troisième objectif est d'aider à optimiser le temps passé à effectuer les vérifications temporelles qui peuvent s'avérer difficiles et coûteuses en temps, mais aussi les choix architecturaux, de manière à réduire le time-to-market mais aussi optimiser le design du système en cours de conception. La contribution majeure de cette thèse est la proposition de deux stratégies complètes d'intégration logicielle/matérielle sur multicoeur pour des applications IMA. L'un des deux processus respecte les contraintes majeures de certification actuelles, ce qui en fait une stratégie potentiellement exploitable pour les applications les plus critiques de DAL A de l'aérospatial; la seconde offre un design le plus optimisé possible en termes de réduction de poids masse et consommation énergétique embarqués. Chaque stratégie est dite complète car elle contient: - une analyse temporelle statique qui borne les interférences inter-coeurs et permet de dériver des bornes supérieures de WCETs de manière fiable; - une formulation de problème de programmation par contraintes (PPC) pour l'allocation automatique et optimisée de logiciel sur matériel; la configuration résultante est correcte par construction car le problème de PPC exprimé exploite l'analyse temporelle mentionnée précédemment pour effectuer une vérification temporelle sur chaque configuration testée. - une formulation de problème de PPC pour la génération d'ordonnancement automatique et optimisé; la configuration résultante est correcte par construction car le processus exploite l'analyse temporelle mentionnée précédemment pour effectuer une vérification temporelle sur chaque configuration testée.