Presentasjon av: Erling Ringen Elvsrud Nils Fredrik Gjerull Håkon Torjus Bommen

Transkript

1 SUMO Presentasjon av: Erling Ringen Elvsrud Nils Fredrik Gjerull Håkon Torjus Bommen Innhold Hva er SUMO Programmeringsmodellen Anvendelser Sammenligning med CORBA Systemstøtte Oppsummering

2 Hva er SUMO Prosjekt av Lancaster University og CNET, France Telecom Fremme utvikling av real-time, og multimedia applikasjoner i et microkernel basert operativsystem Bruker en ODP basert multimedia distribujons plattform Mål Å føye seg inn under eksisterende CORBA implementasjoner Støtte ulike språkbindinger (C++ og Esterel) Utvikle statiske QoS håndteringsfunksjoner Må kunne kjøre real-time og vanlige applikasjoner paralellt

3 Strategi for å nå målene Objekt orientert tilnærming Synkronisering (inter og intra) Distribusjon Strenge eller svake krav til sanntid Dynamisk spesifisering av sanntid synkronisering Forutsetter at plattformen tar seg av QoS og primitive bindinger Programmeringsmodellen Basis Objektmodell Utvidelser for multimedia Reagerende objekter Utvidelser av grensesnitt for sanntid kommunikasjon Quality of service kontrollerte bindinger

4 Basis Objektmodell Baserer seg på ODP objektmodell Grensesnitt beskrives av IDN Implisitt binding Sammenligning med CORBA Utvidelser for multimedia Reagerende objekter Har gode sanntid egenskaper Setter krav til programmeringsspråk Objekter må tilfredsstille synkronihypotesen, d.v.s reagere atomisk i forhold til sine omgivelser Synkrone språk (Sumo bruker Esterel)

5 Utvidelser av grensesnitt operational, signal og stream Quality of service kontrollerte bindinger Krav til binding Eks. Minimum forsinkelse Garantert eller best effort QL språket for å spesifisere QoS Utvidelser i forhold til CORBA programming model extensions operational, signal and stream interfaces explicit binding (in addition to implicit) QoS management through binding objects reactive objects to support real-time synchronization

6 Programmeringmodell i praksis interface <operational> Bank { void deposit (in float cash); void withdraw (in float cash) raises (UnderFlow); float get_balance (); }; interface <stream> Telephone { flowin mike(audio); flowout speaker(audio); }; interface <signal> Clock { signalin reset(time_t); signalout tick(time_t); };

7 Eksempel på QL required_qos: T(type2.s2.SR, n) - T(type2.s2.SE, n) < 5 provided_qos: T(type1.s1.SR, n) - T(type1.s1.SE, n) < 7 Anvendelser Multimedia presentasjon Video / Audio Leppe synkronisering Brukerkontroll

8 Eksempel Multimedia applikasjon <Stream> interface for video og audio strømmer <Signal> interface for synkronisering Mot en universal klokke <Operation> interface for bruker kontroll (play, stop, pause)

9 Systemstøtte Krav til systemet modellen skal kjøre på OS et må kunne gi sanntidsgarantier Garantien må gjelde fra ende til ende. Det må kunne gi både myke og harde garantier QoS (quality of sevice) krav Mulighet for å sette QoS krav på kommunikasjonskanaler Nettverkprotokollen må kunne gi QoS garantier (preallokere nettverksressurser) Implementere reagerende objekter SUMO krever at systemet må kunne kjøre vanlige applikasjoner også Chorus microkernel 1 Kommersielt produkt utviklet av INRIA, Frankrike. Valgt av SUMO fordi Er liten og lett grunnet mikrokjernearkitektur. Inneholder en del sanntidsfunksjonalitet Støtter UNIX applikasjoner gjennom SVR4 subsystemet.

10 Chorus microkernel 2 Men, dette er ikke nok Har ikke stream-orientert kommunikasjon Tilbyr ingen QoS kontroll over kommunikasjonen For grovkornet tidsplanlegging Har ikke ende til ende sanntidsstøtte SUMO utvidelser Chorus utvides for å bøte på dette Nye abstraksjoner Bedre tidsplanleggingsmekanisme Kommunikasjonsarkitektur som støtter QoS Ende til ende kommunikasjon (flow) Implementerer reagerende objekter

11 SUMO utvidelser - abstraksjoner Nye abstraksjoner rtports Utvidelse av vanlige Chorus porter. Har en tilhørende QoS Endepunkt for kommunikasjonsbindinger rthandlers Håndterer sanntidstrafikken til eller fra en rtport Kan brukes til å sende beskjeder eller både beskjeder og datatrafikk. SUMO utvidelser - abstraksjoner Nye abstraksjoner (forts.) devices Produsenter, konsumenter og filtre av sanntidsdata Oppretter rtporter og holder minnet til portens buffer. Kan være driver til en fysisk enhet eller en aktør (prosess) med applikasjonskode.

12 SUMO utvidelser - tidsplanlegger Bruker en tonivåmekanisme En i tidsplanlegger i kjernen og en i hver aktør. Det er mindre overhead å veksle mellom tråder i user level. Utveksler informasjon mellom nivåene ved et delt buffer. Bruker en earliest deadline first (EDF) algoritme. Gjelder globalt. Den aktøren som har tråden med minst tid igjen blir valgt. SUMO utvidelser - tidsplanlegger KLS - Kernel level scheduler Veksler mellom aktørene. ULS - User level scheduler Veksler mellom trådene i en aktør.

13 SUMO utvidelser - kommunikasjonsarkitektur Chorus bruker en pakkesvitsjet protokoll med gjensending. Vi trenger linjesvitsjet protokoll med støtte for QoS og konfigurerbar feilkontroll. SUMO utvidelser ende til ende kommunikasjon QoS fra ende til ende er en aggregering av QoS til de enkelte elementene som inngår i kommunikasjonsbindingen Bindingen tar fullt ansvar for at QoS krav blir møtt. Bindingen forlanger aktivt data istedenfor å vente, og leverer aktivt data Myke og harde sanntidsgarantier Myke garanterer ikke sanntid, men legget til rette for det. Harde garanterer det ved å låse ressurser til seg og å utføre tester på tidsplanleggeren og kommunikasjonslinjen før opprettelsen av bindingen.

14 SUMO utvidelser ende til ende kommunikasjon SUMO utvidelser - Reagerende objekter Er implementert som en aktør. Bruker rtporter for å kommunisere med omgivelsene. Har en sequencer som aktiverer de andre elementene i tilstandsmaskinen. Sequencer en blir aktivert av klokketikk. Automaton inneholder tilstandsmaskinen laget av Esterel. Det blir konvertert mellom signaler og hendelser over rtporter. Deadline må settes slik at den klarer å opprettholde synkronihypotesen.

15 SUMO utvidelser - Reagerende objekter Oppsummering Objektmodell Operation, stream og signal Systemstøtte Quality of service garantier Sanntidsstøtte fra ende til ende

16 Spørsmål?