Thèse soutenue

Système d'exploitation dédié aux systèmes embarqués basse consommation basés sur NVRAM

FR  |  
EN
Auteur / Autrice : Gautier Berthou
Direction : Kevin MarquetTanguy Risset
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Informatique
Date : Soutenance le 29/03/2021
Etablissement(s) : Lyon
Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale en Informatique et Mathématiques de Lyon (Lyon ; 2009-....)
Partenaire(s) de recherche : établissement opérateur d'inscription : Institut national des sciences appliquées (Lyon ; 1957-....)
Laboratoire : CITI - Centre d'Innovation en Télécommunications et Intégration de services (Lyon, INSA) - CITI Centre of Innovation in Telecommunications and Integration of services / CITI
Equipe de recherche : SOCRATE - Software and Cognitive radio for telecommunications
Jury : Président / Présidente : Isabelle Puaut
Examinateurs / Examinatrices : Kevin Marquet, Tanguy Risset, Isabelle Puaut, Brandon Lucia, Lionel Torres, Isabelle Guerin-Lassous, Ivan Miro-Panades, Olivier Sentyies
Rapporteurs / Rapporteuses : Brandon Lucia, Lionel Torres

Résumé

FR  |  
EN

Certains objets électroniques ne peuvent embarquer de pile ou de batterie, pour des raisons de place ou de coût. C'est le cas de petits objets, récoltant de l'énergie depuis leur environnement, afin de pallier l'absence de batterie. Capteurs médicaux et sondes agronomiques en sont des exemples. En général, ces objets consomment de l'énergie plus rapidement qu'ils n'en récoltent, notamment pour les appareils non équipés de cellules photovoltaïques. En résultent de fréquentes coupures de courant lors de l'exécution de l'application, on parle alors d'alimentation intermittente. Plutôt que de recommencer l'application du début à chaque redémarrage, il est possible de développer des mécanismes afin de reprendre l'exécution à l'endroit où elle s'était arrêtée. L'utilisation de mémoires non-volatiles, qui ne perdent pas leurs données lorsque la plate-forme est éteinte, permet le stockage de données en dépit des coupures de courant. En particulier, les RAM non-volatiles (NVRAM) ont des temps d'accès voisins des RAM volatiles, ce qui permet de les utiliser comme des mémoires courantes, à l'opposé des mémoires type Flash dont le temps et l'énergie d'écriture sont trop élevés. Ce travail met en exergue l'utilisation de NVRAM afin d'exécuter une application longue en dépit des coupures de courant. Il s'articule autour du développement d'un système d'exploitation visant ce type d'objet, assurant une cohérence entre les mémoires et l'état des périphériques à chaque instant. En outre, il propose un modèle de systèmes à alimentation intermittente, servant de base pour l'évaluation des coûts énergétiques de portions de code impliquant des opérations sur les péripheriques. Un nouveau mécanisme de sauvegarde basé sur une MPU matérielle est proposé pour optimiser la sauvegarde de données. Enfin, ce travail propose une introduction à la preuve formelle d’exécution correcte pour systèmes à alimentation intermittente.