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[ES] El Internet de las Cosas (IoT) ha experimentado un gran crecimiento en los últimos años. El incremento en el número de dispositivos, una mayor miniaturización de la capacidad de computación y las técnicas de virtualización, han favorecido su adopción en la industria y en otros sectores. Asimismo, la introducción de nuevas tecnologías (como la Inteligencia Artificial, el 5G, el Tactile Internet o la Realidad Aumentada) y el auge del edge computing preparan el terreno, y formulan los requisitos, para lo que se conoce como Internet de las Cosas de Nueva Generación (NGIoT). Estos avances plantean nuevos desafíos tales como el establecimiento de arquitecturas que cubran dichas necesidades y a la vez resulten flexibles, escalables y prácticas para implementar servicios que aporten valor a la sociedad. En este sentido, el IoT puede resultar un elemento clave para el establecimiento de políticas y la toma de decisiones. Una herramienta muy útil para ello es la definición y cálculo de indicadores compuestos, que representan un impacto en un fenómeno real a través de un único valor. La generación de estos indicadores es un aspecto promovido por entidades oficiales como la Unión Europea, aunque su automatización y uso en entornos de tiempo real es un campo poco explorado. Este tipo de índices deben seguir una serie de operaciones matemáticas y formalidades (normalización, ponderación, agregación¿) para ser considerados válidos. Esta tesis doctoral plantea la unión de ambos campos en alza, proponiendo una arquitectura de Internet de las Cosas de nueva generación orientada al servicio de cálculo y predicción de indicadores compuestos. Partiendo de la experiencia del candidato en proyectos de investigación europeos y regionales, y construyendo sobre tecnologías open source, se ha incluido el diseño, desarrollo e integración de los módulos de dicha arquitectura (adquisición de datos, procesamiento, visualización y seguridad) como parte de la tesis. Dichos planteamientos e implementaciones se han validado en cinco escenarios diferentes, cubriendo cinco índices compuestos en entornos con requisitos dispares siguiendo una metodología diseñada durante este trabajo. Los casos de uso están centrados en aspectos de sostenibilidad en entornos urbano y marítimo-portuario, pero se ha destacado que la solución puede ser extrapolada a otros sectores ya que ha sido diseñada de una manera agnóstica. El resultado de la tesis ha sido, además, analizado desde el punto de vista de transferencia tecnológica. Se ha propuesto la formulación de un producto, así como una posible financiación en fases de madurez más avanzadas y su potencial explotación como elemento comercializable, [CA] La Internet de les Coses (IoT) ha experimentat un gran creixement en els últims anys. L'increment en el nombre de dispositius, una major miniaturització de la capacitat de computació i les tècniques de virtualització, han afavorit la seua adopció en la indústria i en altres sectors. Així mateix, la introducció de noves tecnologies (com la Intel·ligència Artificial, el 5G, la Internet Tàctil o la Realitat Augmentada) i l'auge del edge computing preparen el terreny, i formulen els requisits, per al que es coneix com a Internet de les Coses de Nova Generació (NGIoT). Aquests avanços plantegen nous desafiaments com ara l'establiment d'arquitectures que cobrisquen aquestes necessitats i resulten, alhora, flexibles, escalables i pràctiques per a implementar serveis que aporten valor a la societat. Ací, el IoT pot resultar un element clau per a l'establiment de polítiques i la presa de decisions. Una eina molt útil en aquest sentit és la definició i càlcul d'indicadors compostos, que representen un impacte en un fenomen real a través d'un únic valor. La generació d'aquests indicadors és un aspecte promogut per entitats oficials com la Unió Europea, encara que la seua automatització i ús en entorns de temps real és un camp poc explorat. Aquest tipus d'índexs han de seguir una sèrie d'operacions matemàtiques i formalitats (normalització, ponderació, agregació¿) per a ser considerats vàlids. Aquesta tesi doctoral planteja la unió de tots dos camps en alça, proposant una arquitectura d'Internet de les Coses de nova generació orientada al servei de càlcul i predicció d'indicadors compostos. Partint de l'experiència del candidat en projectes d'investigació europeus i regionals, i construint sobre tecnologies open source, s'ha inclòs el disseny, desenvolupament i integració dels mòduls d'aquesta arquitectura (adquisició de dades, processament, visualització i seguretat) com a part de la tesi. Aquests plantejaments i implementacions s'han validat en cinc escenaris diferents, cobrint cinc índexs compostos en entorns amb requisits dispars seguint una metodologia dissenyada durant aquest treball. Els casos d'ús estan centrats en aspectes de sostenibilitat en entorns urbà i marítim-portuari, però s'ha destacat que la solució pot ser extrapolada a altres sectors ja que ha sigut dissenyada d'una manera agnòstica. El resultat de la tesi ha sigut, a més, analitzat des del punt de vista de transferència tecnològica. S'ha proposat la formulació d'un producte, així com un possible finançament en fases de maduresa més avançades i la seua potencial explotació com a element comercialitzable, [EN] The Internet of Things (IoT) has experienced tremendous growth in recent years. The increase in the number of devices, greater miniaturization of computing capacity and virtualization techniques have favored its adoption in industry and other sectors. Likewise, the introduction of new technologies (such as Artificial Intelligence, 5G, Tactile Internet or Augmented Reality), together with the rise of edge computing, are paving the way, and formulating the requirements, for what is known as the Next Generation Internet of Things (NGIoT). These advances pose new challenges such as the establishment of proper architectures that meet those needs and, at the same time, are flexible, scalable, and practical for implementing services that bring value to society. In this sense, IoT could be a key element for policy and decision making. A very useful tool for this is the definition and calculation of composite indicators, which represent an impact on a real phenomenon through a single value. The generation of these indicators is an aspect promoted by official entities such as the European Union, although their automation and use in real-time environments is a rather uncharted research field. This type of indexes must follow a series of mathematical operations and formalities (normalization, weighting, aggregation...) to be considered valid. This doctoral thesis proposes the union of both fields, proposing a new generation Internet of Things architecture oriented to the calculation and prediction of composite indicators. Based on the candidate's experience in European and regional research projects, and building on open source technologies, the design, development and integration of the modules of such architecture (data acquisition, processing, visualization and security) has been included as part of the thesis. These approaches and implementations have been validated in five different scenarios, covering five composite indexes in environments with disparate requirements following a methodology designed during this work. The use cases are focused on sustainability aspects in urban and maritime-port environments, but it has been highlighted that the solution can be extrapolated to other sectors as it has been designed in an agnostic way. The result of the thesis has also been analyzed from the point of view of technology transfer. A tentative product definition has been formulated, as well as a possible financing in more advanced stages of maturity and its potential exploitation as a marketable element

Event cameras are a new type of image sensors that output changes in light intensity (events) instead of absolute intensity values. They have a very high temporal resolution and a high dynamic range. In this paper, we propose a method to detect and decode binary square markers using an event camera. We detect the edges of the markers by detecting line segments in an image created from events in the current packet. The line segments are combined to form marker candidates. The bit value of marker cells is decoded using the events on their borders. To the best of our knowledge, no other approach exists for detecting square binary markers directly from an event camera using only the CPU unit in real-time. Experimental results show that the performance of our proposal is much superior to the one from the RGB ArUco marker detector. The proposed method can achieve the real-time performance on a single CPU thread., Comment: An error in the abstract of the IEEE Access version has been corrected in this version. Link to the IEEE Access paper: https://doi.org/10.1109/ACCESS.2021.3058423

[CA] En els sistemes de temps real crític no poden produir-se errors, ja que estos es consideren catastròfics. Des del punt de vista dels requisits temporals, això vol dir que cap tasca pot perdre el seu termini. Per tant, és molt important desenvolupar tècniques de planificació que produïsquen plans d’execució correctes. Durant els últims anys, les tècniques d’optimització matemàtica com la programació lineal sencera han millorat amb l’aparició de nous solvers d’optimització que obtenen la solució òptima a un problema amb major rapidesa i fiabilitat. Esta millora permet explorar l’ús de models de programació lineal sencera per resoldre el problema de la planificació de tasques en sistemes de temps real crític. L'objectiu del projecte és desenvolupar el model matemàtic i implementar la solució amb dues de les eines d'optimització més utilitzades, la qual cosa a més servirà per a comparar aquestes dues eines en termes de temps i qualitat de la solució., [ES] En los sistemas de tiempo real críticos no pueden producirse errores ya que estos se consideran catastróficos. Desde el punto de vista de los requisitos temporales, esto significa que ninguna tarea puede perder su plazo. Por ello, es muy importante desarrollar técnicas de planificación que produzcan planes de ejecución correctos. En los últimos años, las técnicas de optimización matemática como la programación lineal entera (ILP) han mejorado con la aparición de nuevos solvers de optimización que logran obtener la solución óptima a un problema con mayor rapidez y fiabilidad. Esto permite explorar el uso de modelos de programación lineal entera para resolver el problema de la planificación de tareas en sistemas de tiempo real crítico. El objetivo del proyecto es desarrollar el modelo matemático e implementar la solución con dos de las herramientas de optimización más utilizadas, lo cual además servirá para comparar estas dos herramientas en términos de tiempo y calidad de la solución., [EN] In critical real-time systems, errors cannot occur as they are considered catastrophic. From the point of view of the temporal requirements, this means that no task can lose its deadline. Therefore, it is very important to develop scheduling techniques that produce correct execution plans. In recent years, mathematical optimization techniques such as Integer Linear Programming (ILP) have improved with the emergence of new optimization solvers that achieve the optimal solution to a problem more quickly and reliably. This allows to explore the use of linear integer programming models to solve the problem of task scheduling in critical real time systems. The objective of the project is to develop the mathematical model and implement the solution with two of the most used optimization tools, which will also serve to compare these two tools in terms of time and quality of the solution.

El presente trabajo documenta el desarrollo de un prototipo de plataforma web que permite realizar la evaluación docente en tiempo real y la toma de asistencia, dicho prototipo fue implementado utilizando tecnologías como ReactJS, NestJS y herramientas como SonarLint, TSLint para el análisis de código estático. La plataforma busca la mejora continua de la educación mediante retroalimentación anónima acerca de la experiencia que tienen los estudiantes respecto a las clases impartidas; la cuál ayuda al docente y a los responsables de velar por mantener óptimos niveles de desempeño en la docencia. This work documents the development of a web platform prototype that allows real-time teacher evaluation and attendance taking, this prototype was implemented using technologies such as ReactJS, NestJS and tools such as SonarLint, TSLint for static code analysis. The platform seeks the continuous improvement of education through anonymous feedback about the experience that students have regarding the classes taught; which helps the teacher and those responsible for ensuring optimal performance levels in teaching. Pregrado Ingeniero(a) de Sistemas y Computación CONTENIDO Introducción 3 Definición del problema 5 Pregunta de investigación 6 Objetivos 7 Objetivo general 7 Objetivos específicos 7 Marco referencial 8 Diseño metodológico 11 Desarrollo 18 Requisitos y arquitectura de la plataforma 18 Casos de uso: 18 Arquitectura y generalidades de la implementación: 22 Implementación por módulos 24 Módulo de autenticación 24 Módulo de gestión de cursos y clases 28 Módulo de asistencia 32 Módulo de evaluación docente 33 Módulo de visualización de resultados 34 Módulo de dashboard para la visualización de resultados del docente 35 Conclusiones 38 Bibliografía 39

CuSToMEr (Critical SysTem Modeling and dEvelopment) is a project funded by the Valencian Institute for Business Competitiveness (IVACE) and the European Union through the European Regional Development Fund (FEDER). The general objective of the project is contributing to the alignment between the usual practices in the industry and the R&D results within the area of cyber-physical systems with critical temporal constraints. Specifically, it is intended to help in the modelling, characterization, analysis and development of critical systems that make up the current paradigms of Industry 4.0, Industrial Internet of Things, Digital Twins, etc. and whose base is cyber-physical systems, with emphasis on their adaptability and proper functioning from a temporary point of view. This document corresponds to a poster of the project as one of the dissemination activities., CUSTOMER. Project funded by the Valencian Institute of Business Competitiveness (IVACE) and European Union through the European Regional Development Fund (ERDF), within the public grant program adressed to Technological Institutes of the Valencian Community for the development of non-economic R&D projects carried out in cooperation with companies during 2019 with 144.720,20€. File number: IMDEEA/2019/106

CuSToMEr (Critical SysTem Modeling and dEvelopment) is a project funded by the Valencian Institute for Business Competitiveness (IVACE) and the European Union through the European Regional Development Fund (FEDER). The general objective of the project is contributing to the alignment between the usual practices in the industry and the R&D results within the area of cyber-physical systems with critical temporal constraints. Specifically, it is intended to help in the modelling, characterization, analysis and development of critical systems that make up the current paradigms of Industry 4.0, Industrial Internet of Things, Digital Twins, etc. and whose base is cyber-physical systems, with emphasis on their adaptability and proper functioning from a temporary point of view. This document is part of the work package "Dissemination", which has as goal to disseminate the scientific and technical results of the project, once the dissemination strategy has been defined at the beginning of the project, the results of the different dissemination activities are continuously evaluated and adapting the plan according to the results., CUSTOMER. Project funded by the Valencian Institute of Business Competitiveness (IVACE) and European Union through the European Regional Development Fund (ERDF), within the public grant program adressed to Technological Institutes of the Valencian Community for the development of non-economic R&D projects carried out in cooperation with companies during 2019 with 144.720,20€. File number: IMDEEA/2019/106

[EN] In the last three decades, a large number of proposals has been carried out for the optimization of the deployment and scheduling of distributed real-time systems under dierent algorithmic approaches that provide acceptable solutions for this NP-hard problem. Nowadays, most of the systems used in industry are mixed-criticallity systems which use cyclic scheduling, fixed-priority scheduling and partitioning, which provides both temporal and spatial isolation in the execution of applications. Thus, in this work a review of the works published on this topic is performed, as well as an analysis of the dierent proposed solutions for distributed real-time systems based on the scheduling policies that are used in practice. As a result of the comparison, a table intended as a guide is elaborated in which all the reviewed works are reported and their solutions are characterized., [ES] En las últimas tres décadas, se ha realizado un gran número de propuestas sobre la optimización del despliegue y planificación de sistemas de tiempo real distribuidos bajo diferentes enfoques algorítmicos que aportan soluciones aceptables a este problema catalogado como NP-difícil. En la actualidad, la mayor parte de los sistemas utilizados en el sector industrial son sistemas de criticidad mixta en los que se puede usar la planificación cíclica, las prioridades fijas y el particionado, que proporciona aislamiento temporal y espacial a las aplicaciones. Así, en este artículo se realiza una revisión de los trabajos publicados sobre este tema y se presenta un análisis de las diferentes soluciones aportadas para sistemas de tiempo real distribuidos basados en las políticas de planificación que se están usando en la práctica. Como resultado de la comparación, se presenta una tabla a modo de guía en la que se relacionan los trabajos revisados y se caracterizan sus soluciones., Este trabajo ha sido financiado en parte por el Gobierno de España y los fondos FEDER (AEI/FEDER, UE) en el proyectoTIN2017-86520-C3-3-R (PRECON-I4).

This paper focuses on reducing the computational cost of iterative algorithms used to evaluate the schedulability of Real-Time Systems. These algorithms calculate the worst case response time of each task. Through simulations it is found that the proposed new algorithm produces a significant reduction in the average temporal cost, reaching in some cases a reduction of O(n2) to O(n.log(n)), with respect to classical response time evaluation algorithms. Fil: Urriza, José Manuel. Universidad Nacional de la Patagonia; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina Fil: Paez, Francisco Ezequiel. Universidad Nacional de la Patagonia; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina Fil: Orozco, Javier Dario. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Bahía Blanca. Instituto de Investigaciones en Ingeniería Eléctrica ; Argentina Fil: Cayssials, Ricardo Luis. Universidad Nacional de la Patagonia; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Bahía Blanca. Instituto de Investigaciones en Ingeniería Eléctrica ; Argentina

En este artículo se presenta un simulador desarrollado que permite ejecutar diferentes planificadores de Tiempo Real, como el algoritmo de planificación cíclica, Algoritmo de la Razón Monótona (RMA) y EDF (Earliest Deadline First) para un conjunto de procesos con unos datos dados y muestra los resultados obtenidos. Mediante este simulador se facilita a los alumnos el aprendizaje de los algoritmos de planificación., This paper presents a simulator that has been developed to allow the execution of scheduling algorithms such as the Cyclic Non­preemptive Executive, Rate­monotonic scheduling (RMS) and Earliest Deadline First (EDF) for a given set of processes with different values and the simulator displays the results. With this simulator, students are able to learn about scheduling algorithms., Universidad de Granada: Departamento de Arquitectura y Tecnología de Computadores; Vicerrectorado para la Garantía de la Calidad.

[ES] El despliegue y la planificación de tareas y mensajes en sistemas de tiempo real distribuidos son problemas NP-difíciles (NP- hard), por lo que no existen métodos óptimos para solucionarlos en tiempo polinómico. En consecuencia, estos problemas son adecuados para abordarse mediante algoritmos genéricos de búsqueda y optimización. En este artículo se propone un algoritmo genético multiobjetivo basado en una codificación permutacional de las soluciones para abordar el despliegue y la planificación de sistemas de tiempo real distribuidos. Además de desplegar tareas en computadores y de planificar tareas y mensajes, este algoritmo puede minimizar el número de computadores utilizados, la cantidad de recursos computacionales y de comunicaciones empleados y el tiempo de respuesta de peor caso medio de las aplicaciones. Los resultados experimentales muestran que este algoritmo genético permutacional puede desplegar y planificar sistemas de tiempo real distribuidos de forma satisfactoria y en tiempos razonables., [EN] The deployment and scheduling of tasks and messages in distributed real-time systems are NP-hard problems, so there are no optimal methods to solve them in polynomial time. Consequently, these problems are suitable to be approached with generic search and optimisation algorithms. In this paper we propose a multi-objective genetic algorithm based on a permutational solution encoding for the deployment and scheduling of distributed real-time systems. Besides deploying and scheduling tasks and messages, the algorithm can minimize the number of the used computers, the utilization of computing and networking resources and the average worst-case response times of the applications. The experiments show that this genetic algorithm can successfully synthesize complex distributed real-time systems in reasonable times.

[EN] During the design of a Real-Time Multiprocessor System, schedulability tests are a key component of the task allocation algorithms. Using exact schedulability tests increases the efficiency of these allocation algorithms, but the execution cost to validate a task partition is also greatly increased. Although several improvement to these schedulability test have been recently published, their use in the multiprocessor context is still unaddressed. This work presents several improvements to execution costs of the schedulability test when they are used by task allocation algorithms taking advantage of the incremental nature of this allocation process., [ES] Durante la etapa de diseño de un sistema multiprocesador de tiempo real, los test de planificabilidad son una parte clave de los algoritmos de asignación de tareas. El uso de test de planificabilidad exactos permite aumentar la eficiencia de los algoritmos de asignación a costa de un incremento en el tiempo de computo necesario para validar una partición. Aunque existen varios estudios que mejoran el rendimiento de dichos test de planificabilidad, ninguno se ha centrado en el contexto en que dichos test se utilizan. Este trabajo presenta diversas mejoras en los test de planificabilidad exactos basándose en la naturaleza incremental del proceso de asignación., Este trabajo se encuentra parcialmente financiado por el proyecto MUSES (PAID/20101002) del Vicerrectorado de Investigacion de la Universidad Polit ´ ecnica de Valencia, el proyecto ´ HI-PartES (TIN2011-28567-C03-03) del Ministerio de Ciencia e Innovacion y el proyecto MultiPARTES (FP7-ICT-287702) de la Union Europea.

[ES] Las facilidades e independencia de plataforma de Java han generado un gran interés en la comunidad de tiempo real. Dicho interés se ha reflejado en la especificación RTSJ (Real-Time Specification for Java), que extiende y adapta el lenguaje Java para permitir el desarrollo de sistemas de tiempo real. Adicionalmente, se han desarrollado perfiles de RTSJ para garantizar la predecibilidad en sistemas de tiempo real críticos. Sin embargo, RTSJ y sus perfiles no proporcionan facilidades para sistemas distribuidos. El objetivo de este trabajo es afrontar dicha limitación definiendo un nuevo modelo de RMI (Remote Method Invocation) basado en los principales perfiles de RTSJ para sistemas de tiempo real crítico. Este trabajo presenta el diseño y la implementación de RMI-HRT (RMI-Hard Real-Time) que está enfocado a sistemas de tiempo real crítico con requisitos de alta integridad. [EN] Distributed real-time embedded systems are becoming increasingly important to society. More demands will be made on them and greater reliance will be placed on the delivery of their services. A relevant subset of them is high-integrity or hard real-time systems, where failure can cause loss of life, environmental harm, or significant financial loss.Additionally, the evolution of communication networks and paradigms as well as the necessity of demanding processing power and fault tolerance, motivated the interconnection between electronic devices; many of the communications have the possibility of transferring data at a high speed. The concept of distributed systems emerged as systems where different parts are executed on several nodes that interact with each other via a communication network.Java's popularity, facilities and platform independence have made it an interesting language for the real-time and embedded community. This was the motivation for the development of RTSJ (Real-Time Specification for Java), which is a language extension intended to allow the development of real-time systems. The use of Java in the development of high-integrity systems requires strict development and testing techniques. Este trabajo ha sido financiado parcialmente por el proyecto HIJA de la Comision Europea (IST-511718, Framework 6, priority 2.3.2.5, Embedded Systems) y por el Ministerio Espanol de Educación y Ciencia, por medio del proyecto HI-PARTES (Sistemas empotrados particionados de alta integridad, TIN2011- 28567-C03-01) del Plan Nacional de I+D+I.

Se propone una metodología de desarrollo de aplicaciones de tiempo real estricto que van a ser ejecutadas en plataformas distribuidas abiertas. En esta metodología, el diseñador de la aplicación no conoce la carga de trabajo de la plataforma que será ejecutada concurrentemente junto con la aplicación que diseña. La metodología se basa en el paradigma de reserva de recursos, y utiliza como base el concepto de plataforma virtual, tanto para describir el uso de los recursos que una aplicación requiere, como para ejecutar la aplicación satisfaciendo sus requisitos temporales. La plataforma virtual es utilizada en el proceso de negociación con el servicio de reserva de recursos de la plataforma física, con objeto de obtener una configuración de la aplicación que haga compatible su ejecución con la carga de trabajo que ya se está ejecutando en dicha plataforma. La metodología aborda todas las fases del desarrollo de una aplicación: describe la información que debe asociarse al código de la aplicación para poder ser configurado, así como el proceso que permite analizar independientemente su planificabilidad en base a la plataforma virtual; especifica el proceso de despliegue de la aplicación y define la información que se utiliza para negociar su ejecución con el servicio de reserva de recursos de la plataforma física y para generar los datos de configuración que deben ser asignados al código cuando se ejecute. Todos estos procesos son dirigidos por modelos, por lo que la tesis aborda la definición de las transformaciones de modelos requeridas, así como la formulación de los metamodelos formales utilizados en ellas. Por otro lado, aunque la tecnología es independiente de la plataforma de ejecución, se especifica la funcionalidad que debe ofrecer el servicio de reserva de recursos presente en la misma para dar soporte a la metodología propuesta, y se analiza su compatibilidad con algunas implementaciones actualmente disponibles, This thesis proposes a methodology for the development of hard real-time applications that will be executed in open distributed platforms. When this methodology is applied, the application designer does not know the workload of the platform that will execute concurrently with the designed application. The methodology is based on the resource reservation paradigm, and relies on the concept of virtual platform, both to describe the resources usage required by an application to execute, and to run the application guaranteeing the fulfillment of the specified timing requirements. The virtual platform is also used on the negotiation process with the resource reservation service of the physical platform in order to obtain a configuration of the application that supports its execution together with the current workload running on that platform. The methodology deals with all the phases of the application design: it describes the information that must be associated to the application code in order to obtain a proper configuration, as well as the process that allows an independent schedulability analysis of the application based on its virtual platform; it specifies the application deployment process and defines the information that is used to negotiate the execution of the application with the resource reservation service of the physical platform, and to generate the configuration data that must be assigned to the code when it is executed. The methodology follows a model-driven perspective, so the thesis addresses the required models transformations, as well as the formulation of the metamodels used in them. Moreover, although the technology is independent from the execution platform, the functionality that must be provided by the resource reservation service to support the proposed technology is specified and its compatibility with other implementations is analyzed.

Máster en Computación

La Tesis presenta el desarrollo de una metodología de análisis y diseño de sistemas distribuidos de tiempo real estricto, y su aplicación a una implementación práctica en lenguaje Ada.Se han optimizado los métodos existentes para la planificación y análisis de sistemas distribuidos de tiempo real mediante un algoritmo heurístico para la asignación de prioridades, y la aplicación del algoritmo de servidor esporádico a la planificación de redes de comunicación de tiempo real. También se ha ampliado el campo de aplicación del análisis a sistemas más complejos en los que existe sincronización por intercambio de eventos o paso de mensajes.Se ha demostrado que la metodología propuesta se puede implementar en sistemas de tiempo real prácticos, a través de su aplicación a sistemas distribuidos programados en lenguaje Ada., The Thesis presents a methodology to analyze and design distributed real-time systems, and its application to a practical implementation.Existing methods for scheduling and analyzing distributed real-time systems have been optimized through a new heuristic algorithm for assigning priorities, and with the application of the sporadic server algorithm for scheduling real-time communication networks. The area of application of the analysis has been extended to more complex systems, like those with synchronization through event exchange or message passing.It has been demonstrated that the proposed methodology can be implemented in practical real-time systems, through the application to a distributed system programmed in the Ada language.

[EN] Control systems with strict reliability and safety requirements must have a predictable temporal behavior, enabling designers to ensure that real-time requirements are guaranteed in all cases. The paper describes an execution platform for this kind of systems based on ORK, the Open Ravenscar real-time Kernel. ORK is aimed at developing high-integrity real-time systems using a safe subset of the Ada programming language., [ES] Los sistemas de control con requisitos de fiabilidad y seguridad estrictos deben tener un comportamiento temporal previsible que permita asegurar que los requisitos de tiempo real están garantizados en todos los casos. En el artículo se describe una plataforma de ejecución para este tipo de sistemas basada en el núcleo ORK (Open Ravenscar realtime Kernel), orientado a la realización de sistemas de tiempo real de alta integridad utilizando un subconjunto seguro del lenguaje de programación Ada., Trabajo financiado parcialmente por el Plan Nacional de I+D+I (proyecto TIC2002-04123-C03-01) y por la Agencia Europea del Espacio.

[EN] Most traditional resource management techniques for real-time systems with multiple control loops are based on "open-loop" strategies that statically allocate a constant CPU share to each control task, independent of the plant dynamics of each control loop. This provides average control performance with minimal overhead but in general fails to provide the best performance possible within the available resources. We show that by using dynamic resource allocation for control tasks, overall control performance can be significantly improved. We present an optimal resource allocation policy that maximizes control performance within the available resources. We provide experimental results on a real-time system that show the benefits of the proposed policies and corroborate the presented theoretical results., [ES] Las técnicas tradicionales de tiempo real realizan la asignación de recursos a las tareas de control basándose en estrategias en "lazo abierto" que asignan (a priori) una porción de procesador a cada tarea. Esta asignación es estática desde un punto de vista de recursos, es decir, a lo largo de toda la vida de la aplicación se mantiene constante independientemente de la dinámica que cada lazo de control tenga en tiempo de ejecución. El uso de asignaciones estáticas proporciona un rendimiento de control medio, con mínimo coste computacional, pero no consiguen proporcionar el mejor rendimiento que puede obtenerse con los recursos de cómputo disponibles. En este trabajo mostramos cómo, asignando de forma dinámica los recursos a las tareas de control, el rendimiento proporcionado por el conjunto de la aplicación mejora significativamente. Además presentamos la política de asignación de recursos óptima respecto al rendimiento proporcionado por las tareas de control. Los resultados experimentales realizados sobre una plataforma de tiempo real muestran los beneficios de la políticas propuestas y avalan los resultados teóricos presentados., Este trabajo ha sido financiado parcialmente por Intel Corporation, por Departament d'Universitats, Recerca i Societat de la Informació de la Generalitat de Catalunya, y por el proyecto CICYT ref. DPI2002-01621.

En esta tesina, se presenta una nueva plataforma de tiempo real para el desarrollo y validación de algoritmos de control de vehículos aéreos no tripulados. Se dispone de dos plataformas un quad-rotor fijo sobre un eje y un quad-rotor preparado para vuelo-libre. En ellas se han desarrollado y implementado diversos tipos de control multivariable.

[EN] Most traditional resource management techniques for real-time systems with multiple control loops are based on "open-loop" strategies that statically allocate a constant CPU share to each control task, independent of the plant dynamics of each control loop. This provides average control performance with minimal overhead but in general fails to provide the best performance possible within the available resources. We show that by using dynamic resource allocation for control tasks, overall control performance can be significantly improved. We present an optimal resource allocation policy that maximizes control performance within the available resources. We provide experimental results on a real-time system that show the benefits of the proposed policies and corroborate the presented theoretical results. [ES] Las técnicas tradicionales de tiempo real realizan la asignación de recursos a las tareas de control basándose en estrategias en "lazo abierto" que asignan (a priori) una porción de procesador a cada tarea. Esta asignación es estática desde un punto de vista de recursos, es decir, a lo largo de toda la vida de la aplicación se mantiene constante independientemente de la dinámica que cada lazo de control tenga en tiempo de ejecución. El uso de asignaciones estáticas proporciona un rendimiento de control medio, con mínimo coste computacional, pero no consiguen proporcionar el mejor rendimiento que puede obtenerse con los recursos de cómputo disponibles. En este trabajo mostramos cómo, asignando de forma dinámica los recursos a las tareas de control, el rendimiento proporcionado por el conjunto de la aplicación mejora significativamente. Además presentamos la política de asignación de recursos óptima respecto al rendimiento proporcionado por las tareas de control. Los resultados experimentales realizados sobre una plataforma de tiempo real muestran los beneficios de la políticas propuestas y avalan los resultados teóricos presentados. Este trabajo ha sido financiado parcialmente por Intel Corporation, por Departament d'Universitats, Recerca i Societat de la Informació de la Generalitat de Catalunya, y por el proyecto CICYT ref. DPI2002-01621.

[ES] Existe una separación entre la fase de diseño del regulador y su implementación en el computador de forma que, cada fase asume simplificaciones sobre la otra fase, lo cual lleva a un comportamiento inesperado o incorrecto del sistema a controlar. Desde hace algunos años, han surgido diversos trabajos que han apuntado la falta de integración de las dos fases de control. Esta línea de investigación se conoce como integración del control y la planificación. El estudio de los retardos que sufre un sistema de control es una parte importante de esta línea de investigación. El objetivo de este trabajo es presentar la revisión y análisis tanto de los retardos de un sistema de control, centrándonos en los retardos de control, como de las técnicas utilizadas para reducir estos retardos., [EN] There is a gap between control design phase and its real-time implementation in such a way that every phase assumes some simplifications on the other phase. This leads to a undesired behavior of the controlled system. In recent years some works have pointed out the need of integrating both phases. The goal of this work is to study the negative influence of delays in a control system, focusing in control delays and the techniques used to reduce it.

[ES] El enorme crecimiento de los sistemas empotrados en los últimos años ha repercutido en un renovado interés por los sistemas de tiempo real. En este artículo se pretende analizar los principales temas que tienen un fuerte impacto en el desarrollo de sistemas de tiempo real y apuntar algunos de los aspectos y propuestas más relevantes en este ámbito. Para ello, se realiza un recorrido por distintos temas tales como las políticas de planificación, los lenguajes más apropiados, los sistemas operativos y los sistemas distribuidos de tiempo real. Más que profundizar en cada uno de estos aspectos, se ha buscado el ofrecer los elementos básicos para tener una visión amplia de este tipo de sistemas., [EN] The great grow in the development of industrial embedded systems has caused a renewed interest on real-time systems. This paper tries to analyze the topics with higher impact in the development of real-time systems, and to identify some of the most important aspects and proposals in this domain. For this purpose, a description of main topics such as scheduling policies, programming languages, operating systems and distributed systems has been presented. The goal has been to provide an insight in the most basic topics, instead of give a deep perspective in some selected items. In this way, the reader can have a broader view of this interesting research area.

El objetivo de este trabajo es la definición de una metodología para la representación y análisis del comportamiento de tiempo real de sistemas que han sido diseñados utilizando el paradigma de orientación a objetos. La metodología que se propone, denominada UML-MAST, concilia las diferencias entre la visión del diseñador de sistemas de tiempo real y la del de sistemas orientados a objetos. A tal fin define un nivel de abstracción adecuado para los elementos de modelado del comportamiento de tiempo real, que permite formularlos con una estructura paralela a la arquitectura lógica del sistema, y vincularlos a esta. La semántica de modelado sigue el perfil UML para planificabilidad, rendimiento y tiempo (SPT) estandarizado por el OMG, del que UML-MAST puede considerase una implementación. La propuesta se integra con las herramientas de análisis y diseño de sistemas de tiempo real MAST (Modeling and Analysis Suite for Real-Time Applications), que analiza los modelos y retorna los resultados al modelo inicial para su interpretación por el diseñador. Asimismo, se han definido criterios para la extensión de esta metodología a otros niveles de abstracción tales como sistemas basados en componentes y sistemas implementados utilizando Ada 95. Parte de los resultados de este trabajo han sido incorporados por el OMG a su perfil SPT., The main objective of this work has been the definition of a methodology for the representation and analysis of the timing behaviour of real-time distributed systems designed following the object oriented paradigm. The methodology proposed is called UML-MAST, and reconciles the mismatch between the visions of the object oriented designer and the real-time systems designer. To get this, it has been developed a particular level of abstraction that holds all the modelling elements needed to represent real-time behaviour, structuring the models following the logical architecture of the system. The semantics of the modelling elements follows the "UML Profile for Schedulability, Performance and Time" (SPT), a standard of the Object Management Group (OMG) to which this thesis has reported a number of contributions. UML-MAST can also be considered a particular specialization of its schedulability analysis sub-profile. UML-MAST is integrated in the framework of the Modeling and Analysis Suite for Real-Time Applications (MAST), a modelling environment with a set of tools that enable the analysis of a model and the recovery of its results in it. Criteria for the extension of the methodology to higher levels of abstraction have been defined. As examples, its extension to the modelling of component-based systems as well as to distributed systems developed with Ada95 have been explored and formulated.

Real-time systems are found in an increasing variety of application elds. Usually, they are embedded systems controlling devices that may risk lives or damage properties: they are safety critical systems. Hard Real-Time requirements (late means wrong) make the development of such kind of systems a formidable and daunting task.The need to predict temporal behavior of critical real-time systems has encouraged the development of an useful collection of models, results and tools for analyzing schedulability of applications. However, there is no general analytical support for verifying other kind of high level timing requirements on complex software architectures. On the other hand, the verication of specications and designs of real-time systems has been considered an interesting application eld for automatic analysis techniques such as model-checking. Unfortunately, there is a natural trade-o between sophistication of supported features and the practicality of formal analysis., Sociedad Argentina de Informática e Investigación Operativa