Stage de Master M2 au LIP6 : Etude de cas d'un problème d'ordonnancement pour l'automobile

Description : Le Challenge WATERS 2017 est une étude de cas industriel proposée par Bosch. Il s’agit d’un système de contrôle moteur pour un voiture à exécuter sur une machine à 4 coeurs. L’application et la machine cible sont décrites sous le meta-modèle de Bosch AMALTHEA[1]. De plus, l’application vérifie la norme AUTOSAR.

•  L’application est composée de 1250 « runnables », qui correspondent à des fonctionnalités selon la norme AUTOSAR qui sont regroupées en 21 tâches préemptives. 10 d’entre elles sont périodiques, les autres sporadiques.
•  Les runnables communiquent entre eux en passant par des « labels ». Un seul runnable peut modifier un label qui peut être lu par plusieurs runnables. Selon la norme AUTOSAR, une tâche accède à une donnée en début de son exécution. La tâche modifie une donnée à la fin. De plus, une donnée peut être lue par plusieurs tâches, mais n’est modifiée que par une seule. Enfin, les communications entre runnables obeissent au modèle LET qui impose la lecture et l’écriture des données respectivement à l’activation et à la date de fin de la tâche.
•  La machine cible est composée de 4 coeurs cadencés à 200MHz avec une mémoire locale et sont connectés par un crossbar.

Une des questions posées par le challenge est la capacité à évaluer de manière rapide la latence de plusieurs chaînes de tâches : une chaîne est constituée de n tâches qui communiquent deux à deux et qui relient généralement un capteur à un actionneur. La latence est le temps requis entre le premier élément de la chaîne (un capteur) et le dernier (un actionneur).

Khatib et al. [2] ont démontré qu’un ensemble de tâches périodiques qui communiquent avec le modèle LET pouvait se modèliser sour la forme d’un « Synchronous DataFlow »(SDF en bref) et a proposé des évaluations de la latence. Les SDF [3] et leurs extensions sont fréquemment utilisés pour décrire le comportement des applications, notamment dans le domaine du traitement numérique du signal et des images (télécoms, compression vidéo). Un SDF est un graphe orienté dont les noeuds sont associés à des acteurs (ou tâches) et les arcs représentent des liens de communication (ou buffers). De plus, des poids entiers spécifient la quantité de données produite et consommée par les acteurs à chacune de leurs exécutions.

Le but de ce stage est de déterminer si l’application donnée peut se modèliser par un SDF ou une extension d’un SDF. Un algorithme d’évaluation de la latence sera dans un second temps à étudier et à développer. Les résultats pourront donner lieu à une publication soumise au challenge.

Conditions du stage : Ce stage aura lieu au département SOC/équipe ALSOC au sein du Laboratoire Informatique de Paris 6 (LIP6) situé sur le campus Pierre et Marie Curie et devrait démarrer au premier semestre 2019. Il sera encadré par Alix Munier Kordon et donnera lieu à une gratification.

Principales tâches :

• Étude du modèle SDF à l’aide d’articles de la littérature Dataflow.
• Prise en mais de Almathea.
• Etude de la modèlisation par un SDF et duc calcul de la latence.
• Implémentation de la transformation et calcul de la latence.
• Valorisation des travaux et rédaction du rapport de stage. 1

Formation : Le candidat doit être en Master 2 (ou équivalent) d’Informatique ou de Mathématiques Appliquées.

Contact : Pour toute candidature, envoyer un CV, une lettre de motivation et vos derniers bulletins de notes à Alix.Munier@lip6.fr.

Références

[1] ALMATHEA, an open project platform for embedded multicore systems.

[2]  Jad Khatib, Alix Munier Kordon, Enagnon Cédric Klikpo, and Kods Trabelsi-Colibet. Com- puting latency of a real-time system modeled by synchronous dataflow graph. In Proceedings of the 24th International Conference on Real-Time Networks and Systems, RTNS 2016, Brest, France, October 19-21, 2016, pages 87–96, 2016.

[3]  Edward A. Lee and David G. Messerschmitt. Synchronous data flow. Proceeding of the IEEE, vol. 75(no. 9) :pp. 1235–1245, 1987.