Tesis doctoral de Rafael Camilo Lozoya Gámez
El uso de sistemas controlados por computadora ha incrementado dramáticamente en nuestra vida cotidiana. En la mayor parte de los dispositivos que usamos diariamente encontramos microprocesadores. Debido a restricciones de coste muchos de estos dispositivos ejecutan aplicaciones de control diseñadas bajo restricciones de potencia, espacio, peso y energía, esto es, con recursos limitados. además, el mercado de sistemas de control embebido demanda nuevas capacidades a estos dispositivos o mejoras en los dispositivos ya existentes sin incrementar las demandas de recursos. Incluir en estos dispositivos tecnología de tiempo real es un prometedor paso para conseguir sistemas de control embebido de bajo coste. Resultados recientes en sistemas de tiempo real proporcionan métodos y políticas para un uso eficiente de los recursos. Al mismo tiempo, los sistemas de control empiezan a ofrecer controladores con carga computacional variable. Al combinar estas dos disciplinas, es teóricamente posible diseñar sistemas de control embebido con recursos restringidos capaces de balancear el rendimiento de control y la utilización de recursos. el objetivo de esta tesis es determinar la viabilidad de la implementación práctica de esta nueva generación de sistemas de control embebidos. En este sentido, dos problemas principales son abordados: 1) la efectiva implementación de lazos de control usando tecnología de tiempo real, y 2) la evaluación de políticas de mejoras en recursos y rendimiento que pueden ser aplicados a un conjunto de lazos de control que se ejecutan concurrentemente en un microprocesador. una tarea de control consiste generalmente en tres actividades principales: entrada, cómputo del algoritmo de control y salida. El tiempo en el que se ejecutan las acciones de entrada y salida es crítico con respecto al rendimiento del controlador. La implementación de estas operaciones puede ser ejecutada dentro del cuerpo de la tarea de tiempo real o a través de funciones hardware como interrupciones. La primera opción introduce una considerable cantidad de jitters (variaciones), mientras que la segunda introduce retardos. Esta tesis presenta un nuevo modelo de tareaspara la implementación de lazos de control que es capaz de eliminar los problemas endémicos causados por los jitters y los retardos. En este modelo la sincronización se realiza en los instantes de salida, en lugar de los instantes de entrada. Esto ha demostrado tener propiedades interesantes. Desde el punto de vista de planificación de tareas, el nuevo modelo puede ser integrado en forma directa a la teoría y práctica de planificación de tareas, mejorando la capacidad de planificación. Desde una perspectiva de control, el modelo de tareas absorbe los jitters al permitir muestreos irregulares mediante el uso de predictores, y además mejora la capacidad de reacción del sistema frente a perturbaciones. Adicionalmente, técnicas basadas en filtros de kalman han sido también investigadas para tratar situaciones en que se tengan mediciones con ruido.
Datos académicos de la tesis doctoral «Resource and performance trade-offs in real-time embedded control systems«
- Título de la tesis: Resource and performance trade-offs in real-time embedded control systems
- Autor: Rafael Camilo Lozoya Gámez
- Universidad: Politécnica de catalunya
- Fecha de lectura de la tesis: 19/07/2011
Dirección y tribunal
- Director de la tesis
- Pau Martí Colom
- Tribunal
- Presidente del tribunal: josep María Fuertes i armengol
- Luis Miguel Pinho de almeida (vocal)
- julio ariel Romero pérez (vocal)
- marga Marcos muñoz (vocal)