Sistema Embebidos: Características

Agustín J. González1s07

Se ha tomado como base el material generado por Peter

Marwedel de la Univ. Dortmund, Alemania

(Paréntesis) Tendencias del uso de microprocesadores

Deben ser confiables, Confiabilidad, Reliability R(t) = Probabilidad que el

sistema trabaje correctamente dado que está funcionando en t=0

Mantenibilidad, Maintainability M(d) = probabilidad que el sistema vuelva a trabajar correctamente d unidades de tiempo después de una falla.

Disponibilidad, Availability A(t): probabilidad que el sistema esté funcionando al tiempo t

Seguridad personal: no causa daño Seguridad informática: comunicación confidencial y

autenticada. La creación de un sistema confiable debe ser

considerado desde un comienzo, no una consideración posterior.

Características de los sistemas Embebidos (1)

Confiabilidad Sea T: tiempo hasta primera falla, T es una variable

aleatoria Sea f(t) la función de densidad de probabilidad de T Reliability R(t) = probabilidad que el tiempo de la primera

falla es mayor que tiempo t:

R(t)=Pr(T>t), t0

Ejemplo: Distribución exponencialR(t)=e-t; f(t)=e-t

f(t)

t

R(t)1

t1/

~0.37

dt

dR(t)=f(t);f(x)dx=R(t)

t

F(t)

F(t) = probabilidad que el sistema falle antes de tiempo t:

F(t) = 1-R(t) = Pr(T≤t)

Ejemplo: Distribución exponencial

λte=F(t) 1

F(t)1

t

t

f(x)dx=F(t)0

Tasa de falla

t

t1st phase 2nd phase 3rd phase

La tasa de falla en tiempo t es la probabilidad que el sistema falle entre t y t+:

Comportamiento típico desistema de hardware(“curva tina de baño")

Para distribución exponencial:

λ=e

λe=

R(t)

f(t)λt

λt

R(t)

f(t)=

ΔtR(t)

F(t)Δt)+F(t=

Δt

t)>TΔt+t(T=λ(t)

ΔtΔt

mli

0mli

0

/Pr

Probabilidad condicional (“dado que el sistema funciona en t”)

FIT = número esperado de fallas en 109 hrs. (failure in time)

MTTF = E{T}, valor esperado para T (Mean Time To Failure)

0

MTTF f(t)dtt=TE=

dte+et=dteλt= λtλtλt

0

0

0

expMTTF

vu'vu=v'u

Ejemplo: Distribución exponencial

λ

=λ

=eλ

= λt 110

11MTTF 0exp

De acuerdo a la definición de valor esperado

MTTF, MTTR y MTBF

Ignorando la naturaleza estadística de fallas

operational

faulty

MTTFMTTRMTBF

t

MTBF

MTTFty Availabili mli =A(t)=A

t

MTTR = mean time to repair(promedio del tiempo de reparación usando distribución M(d))

MTBF = mean time between failures = MTTF + MTTR

Características de Embedded Systems (2)

Deben ser eficientes Energía Tamaño de código Peso Costo

Están Dedicados a ciertas aplicaciones

Interfaces de usuario dedicadas(no mouse, keyboard y pantalla)

Características de Embedded Systems (3)

Muchos ES deben cumplir restricciones de tiempo real Un sistema de tiempo real debe reaccionar a

estímulos del objeto controlado (u operador) dentro de un intervalo definido por el ambiente.

Respuestas correctas pero tardías son erradas. Una restricción de tiempo real se dice

DURA (hard) si su incumplimiento puede resultar en catástrofe.

Toda otra restricción de tiempo son blandas (soft).

Sistemas de tiempo real Son sinónimos Embedded y Real-Time

La mayoría de los sistemas embebidosson real-time

La mayoría de los sistemas detiempo realson embebidos

embeddedembedded

real-timereal-time

embedded embedded real-timereal-time

© Jakob Engblom

Características de Embedded Systems (4)

Están frecuentemente conectados a ambientes físicos a través de sensores y actuadores.

Son sistemas hibridos(partes análogas + digitales).

Típicamente son sistemas reactivos:“Un sistema reactivo es uno que está en interacción continua con su ambiente y su ejecución es a un ritmo determinado por ese ambiente” [Bergé, 1995]

Su comportamiento depende de su entrada y su estado actual. Un modelo apropiado es el de un autómata, el modelo funciones computables es inapropiado.

Desafíos de los Sistemas embebidos

Ambientes dinámicos

Capturar el comportamiento deseado

Validar especificaciones

Trasladar eficientemente especificaciones a implementación

Cómo chequeamos si cumplimos las restricciones de tiempo real?

Cómo chequeamos si cumplimos el consumo prometido?

Ambientes dinámicos

Capturar el comportamiento deseado

Validar especificaciones

Trasladar eficientemente especificaciones a implementación

Cómo chequeamos si cumplimos las restricciones de tiempo real?

Cómo chequeamos si cumplimos el consumo prometido?