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Title: Memory protection and qualification of real-time operating systems for space applications
Authors: Sousa, José Joaquim Pinto de
Advisor: Rufino, José M.
Silva, Helder Filipe Monteiro da
Keywords: RTEMS Improvement
RTEMS
Qualificação de aplicações para o espaço
Gestão de Memória,
Sistemas Embebidos e de Tempo-Real
Missão Crítica
Qualificação
Teses de mestrado - 2009
Issue Date: 2009
Abstract: O RTEMS (Real Time Executive for Multiprocessor Systems) é um sistema operativo de tempo real (RTOS) que está a ser activamente desenvolvido e utilizado em aplicações de tempo real. Este facto motivou o desenvolvimento de um centro de investigação e desenvolvimento para o RTEMS, o Edisoft RTEMS Centre, com o intuito de dar suporte à comunidade espacial europeia. As primeiras actividades do RTEMS Centre consistiram na criação de ferramentas de suporte e auxílio à configuração e compilação do sistema operativo RTEMS. E ainda na criação de uma ferramenta que verifica o comportamento de uma aplicação em tempo de execução. Numa fase mais avançada do RTEMS Centre foi iniciado o projecto RTEMS Improvement, o qual visa disponibilizar uma versão ajustada do sistema operativo RTEMS (4.8.0) com o objectivo de ajudar e facilitar o processo da qualificação de aplicações baseadas no RTEMS para as missões espaciais. A versão produzida auxilia o processo de qualificação e inclui uma bateria de testes que rastreia os requisitos de software, estes testes cobrem o código fonte segundo a norma SW-DAL (SoftWare Development Assurence Level) nível B, o qual obriga a que todas as linhas do código fonte de uma aplicação sejam executadas e que todos os blocos de decisão tenham sido também executados. A qualificação de software que necessita de seguir as normas definidas no Galileo Software standards SW-DAL B (GSWS [RD1]) é um processo longo e complexo. O processo completo de qualificação das aplicações espaciais só pode ser concluído conjugando o sistema com os componentes de software da aplicação e com o hardware onde a mesma se executa. Uma vez que o hardware não se encontra disponível, o principal objectivo consiste em facilitar o processo de qualificação de aplicações que utilizem RTEMS fornecendo: a RTEMS tailored version com todas as modificações necessárias para corrigir os bugs detectados; a RTEMS Test Suite, que testa o RTEMS Tailored; e a documentação associada (documento de requisitos, documento de desenho detalhado, documento de configuração, manual do utilizador, etc). Numa fase mais avançada do projecto do RTEMS Improvement, e quando todas as etapas anteriores estiverem concluídas será desenvolvido um módulo de gestão de memória para o RTEMS para a classe de processadores LEON3.
The Real Time Executive for Multiprocessor Systems (RTEMS) is a Real Time Operating System (RTOS) that is being actively developed and used in hard real time applications development. This fact has motivated the development of a RTEMS Centre, the Edisoft RTEMS Centre, which investigates on RTEMS and be able to give help and support to the European space community. The first RTEMS Centre activities were the development of support tools to help in the configuration and build RTEMS. Another tool has been developed; this tool verifies the RTEMS applications behaviour at execution time. In a later phase, the RTEMS Centre has started the RTEMS Improvement project that aims to create a RTEMS (4.8.0) Tailored version that will help in the facilitation of qualification process for the RTEMS applications to the space missions. The produced material that helps in the facilitation of qualification process has included the design of a new test suite to cover the requirements for software and the source code using the standard SW-DAL (SoftWare Development Assurance Level) level B with 100% statement coverage, all the lines of code has to be executed, and 100% decision coverage, all the decision blocks has been executed. The qualification of software that needs to following the Galileo Software Standards SW-DAL B (GSWS [RD1]) is a long and complex process. The complete qualification process implies the qualification of both software and hardware platform where the software application runs. Since the RTEMS Improvement project does not have the hardware support needed, the main goal is to facilitate the qualification process of the applications that runs with RTEMS, through: a RTEMS Tailored version, with the necessary modifications required to correct the detected bugs; a RTEMS Test Suite, to test the RTEMS Tailored; and the associated documentation (requirements document, design document, configuration document, user manual, etc). In a later phase of the RTEMS Improvement project when all the previous tasks for the RTEMS Tailored version add been concluded it will be developed a RTEMS Memory Management module for the LEON3 class processors.
Description: Tese de mestrado, Engenharia Informática (Arquitectura, Sistemas e Redes de Computadores), Universidade de Lisboa, Faculdade de Ciências, 2009
URI: http://hdl.handle.net/10451/5735
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