Etude et réalisation du logiciel d`exploitation d`un équipement de

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rtb
7+ 8\t
Etude
et
réalisation
du
logiciel
d'exploitation
d'un
Equipement
de Communication
pour Applications
Distribuées
@.C.A.D).
par
CHARRIERE
Claude
Présentée
le 15 Décembre
1992
devant
la commission
d'examen:
M. TOSSER-ROUSSEY
Professeru à
I'Ecole
Nationale d'Ingénieurs
de
MEIZ
THESE
Présentée
àFIIfl IOTHÊQUÉ
UNIVERSITA}RE
pour
le sujet de
recherche
LE BIHAN Professeur à lEcole Nationale d'Ingénieurs
de
BREST
WROUD Directeur
de
Recherche
à l'Ecole
Nationate
SuSrieure dElecricité et de
Mécanique
de
NANCY
FAIJRE hofesseur à I'I.U.T du HAVRE en
génie
élécrique.
LAIIRENTProfesseur
à
lUniversité
de MEIZ
ROUSSEL
Professeur
à
I'I.U.Tde
TROYES
PERRINE
Professeur
associé
à l'Université de
METZ
et Directeur
de
la Direction
Opérationnelle
de
la région Est de
France
Tél&om.
FLAENDER Directeqr
d'I&T COM (Innovations
et Technologies
en Communic4ion)
KOPP Ingénieur
d'étude
au Centre
d'études
en
Radicommunications
et Radiodiffusion
de
T.D.F.
Président
du
jury
Rapcteurs:
Examinaleurs
M.
M.
M.
M.
lvf,
tYL
M.
M.
9%l,tl
fls
L'UNIVERSITE
DEME /g ezbs
DOCTEUR
DE
L'UNIVERSITE
DE
I[/4ETZ
ENELECTRONIQUE
Invités:

Ce mémoire
pÉsente
un
ensemble de travaux d'étude et
de développement,
réalisés au
Centre d'Etude
et de Recherche de Lorraine (CERLOR)
de Télédiffusion de France, et au
Iaboratoire Mécatronique
Industrielle
de
I'Université deMetz.
J'exprime
ma reconnaissance à Mr D.FLAENDER, direcæur du CERLOR
de m'avoir
accueilli dans ce cenfe de recherche et d'avoir accepté d'ête membre du jury ce cette
soutenance.
J'exprime à Monsieur le professeur
A.TOSSER-ROUSSEY
professeur
à I'Université
de Mez ,et
directeur
du laboratoire Mécatonique
Industrielle ma trés
profonde gratitude pour
la confiance
qu'il m'a
accordée
et pour
les conseils
qu'il m'a prodigués
tout au long de mes
travaux.
Je remercie
Ms LECLUSE
,LEBIHAN, YVROUD d'avoir
accepté d'étudier avec
minutie l'ensemble de mes travaux
pour
établir
les rapports de thèse.
Que tous les membres
du jury: Ms ROUSSEL, LAURENT, PERzuNE
soient
également
remerciés
pour
le temps
qu'ils
ont
consacré à
la lecture
de ce
rapport et les
maux
de
tête
subits
pour
comprendre
ce long et
fastidieux charabia.
Un certain
nombre
de
personnes
du CERLOR dont
Mrs P.PIGNON, A.REFIK
m'ont
apporté
de
précieux
conseils
et leurs encouragements et
je les en
remercie vivement.
Ces trois ans
que
j'ai passé
au CERLOR, ont été pour moi une expérience
très
enrichissante tant
par les domaines techniques abordés ou approchés
que par les relations
personnelles
avec I'ensemble des personnes
du centre qu'ils soient adminisratifs ou
techniques.

Sommaire
AVANT.PROPOS
Remerciements.
Présentation
des travaux
et'fectués.
I INTRODUCTION
Il: La
domotique.
1.2: Le terminal domotique
(ECAD).
I.3: Les
contraintes
matérielles.
I.4: Spécificités des
solutions.
3
4
8
l0
tr ASPECTS MATERIELS
DU TERMINAL
II.l: Le cahier des charges.
II.2: Structure
mrtérielle.
L'intertace série
RS232C.
Les bus de communication:
-les
pramètres
de choix d'un bus de communication.
-mode
de transtnissiott syrtchrone/asynchrone.
-un
aperçu
des diftërents
bus de communicatiott.
-le
bus I2C.
-bus
et
réseaux.
L'interface
graphique.
La structure
mérnoire.
l1
ll
M LE LOGICIEL
DE
GESTION
DE
L'EQUIPEMENT
III.
1: Premier
développement.
III.2: Systèmes d'exploitirtion. exécutit's.
rnullitîche, multi-utilisateur
temps
réel.
III.3: Positionnement du
logiciel d'exploitation
pîr'r:lppoll
à cluelques
systèmes.
2I
22
25

III.4: Structuration
en couches,
et implantation du
logiciel en mémoire. 26
III.5: Fonctionnement
lirtéaire du logiciel. 28
rV L'EXECUTIF
MULTITACHE
DU TERMINAL
IV.l: Rôle de
I'exécutif multitâche. 31
IV.2: Appliciltions, tâches et
processus. 32
Programme d'application.
Notion de
processus
ou
tâche.
Une entité
indépendante.
Les échanges
de données
etrtre
processus.
Différents types de
processus.
IV.3: Représentation
d'un
processus
dans
le
systèrne. 38
Un
élément descripteur
de contexfe
d'exécution d'un
processus.
Informations descriptives
de chaq ue
processus
(paramètres
statiques).
Les
différens
états d'un
processus.
IV.4: Synchronisation des
processus. 43
Partage des
périphériques
et sections
critiques.
Les
solutions
logicielles au
problème
de
partage
des
ressources matérielles.
Section critique
et horloge système.
Définition
des
zones
critiques.
IV.5: Comrnunication
inferprocessus. 53
Le modèle Producteur Coltsomrnateur.
IV.6: La
gestion
du temps
et des
processus. 54
Structure commune
à tout systèrne ou
exécutit'.
Traitement
des tâches:-en
mode séquentiel.
-en
temps
partagé.
Algorithmes d'ordonnancement:
-ordonnancement
selon
le
plus
haut niveau de
priorité.
-ordonnancement
selon
I'ordre
d'arrivé.
-ordonnancernent
selon
des tÏes rétroactives.
Stratégies d'ordonnancement:
-priorité
aux tîches
les
plus
courtes.
-priorités
variatrles.
-priorité
aux
Erttrées/Sorties.
IV.7: Structure et
mécanismes de
l'exécutif du termirtal. 59
Le gestionnaire
des
processus
internes.
Le gestionnaire
des
processus
externes.
IV.8: Les opérations
rénlisees
par
le
gestionnaire
de
processus
intemes. 66
Lancement d'exécution
d'un
processus.
Intervention
du systèrne après
exécution d'un
processus.
Sauvegarde
et
restnuration du contexte système.
Sauvegarde
et
reslauration du contexte
processus.
Traitements effectués
à l:t suite d'un
signal d'horloge
préemptive.
Utilisrtion
dédiée des
registres
internes
du
microprocesseur.
IV.9: Code
programme généré 7l