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16 results on '"Mussot, Vincent"'

1. How to design a dataset compliant with an ML-based system ODD?

Author

Cappi, Cyril, Cohen, Noémie, Ducoffe, Mélanie, Gabreau, Christophe, Gardes, Laurent, Gauffriau, Adrien, Ginestet, Jean-Brice, Mamalet, Franck, Mussot, Vincent, Pagetti, Claire, and Vigouroux, David

Subjects
Computer Science - Artificial Intelligence
Abstract

This paper focuses on a Vision-based Landing task and presents the design and the validation of a dataset that would comply with the Operational Design Domain (ODD) of a Machine-Learning (ML) system. Relying on emerging certification standards, we describe the process for establishing ODDs at both the system and image levels. In the process, we present the translation of high-level system constraints into actionable image-level properties, allowing for the definition of verifiable Data Quality Requirements (DQRs). To illustrate this approach, we use the Landing Approach Runway Detection (LARD) dataset which combines synthetic imagery and real footage, and we focus on the steps required to verify the DQRs. The replicable framework presented in this paper addresses the challenges of designing a dataset compliant with the stringent needs of ML-based systems certification in safety-critical applications., Comment: 12th European Congress on Embedded Real Time Software and Systems, Jun 2024, Toulouse, France. arXiv admin note: text overlap with arXiv:2304.09938

Published
2024

2. LARD -- Landing Approach Runway Detection -- Dataset for Vision Based Landing

Author

Ducoffe, Mélanie, Carrere, Maxime, Féliers, Léo, Gauffriau, Adrien, Mussot, Vincent, Pagetti, Claire, and Sammour, Thierry

Subjects
Computer Science - Computer Vision and Pattern Recognition, Computer Science - Artificial Intelligence
Abstract

As the interest in autonomous systems continues to grow, one of the major challenges is collecting sufficient and representative real-world data. Despite the strong practical and commercial interest in autonomous landing systems in the aerospace field, there is a lack of open-source datasets of aerial images. To address this issue, we present a dataset-lard-of high-quality aerial images for the task of runway detection during approach and landing phases. Most of the dataset is composed of synthetic images but we also provide manually labelled images from real landing footages, to extend the detection task to a more realistic setting. In addition, we offer the generator which can produce such synthetic front-view images and enables automatic annotation of the runway corners through geometric transformations. This dataset paves the way for further research such as the analysis of dataset quality or the development of models to cope with the detection tasks. Find data, code and more up-to-date information at https://github.com/deel-ai/LARD

Published
2023

3. Formal Approach for the Verification of Onboard Autonomous Functions in Observation Satellites

Author

Mussot, Vincent, Zilio, Silvano Dal, Correnson, Loic, Rainjonneau, Serge, Bardout, Yves, and Scano, Grégoire

Subjects
Computer Science - Software Engineering, Computer Science - Logic in Computer Science
Abstract

We propose a new approach for modelling the functional behaviour of an Earth observation satellite. We leverage this approach in order to develop a safety critical software, a "telecommand verifier", that is in charge of checking onboard whether a sequence of instructions is safe for execution. This new service is needed in order to add more autonomy to satellites. To do so, we propose a new Domain Specific Modelling Language and the toolchain required for integration into an embedded software. This framework is based on the composition of deterministic finite state machines with safety conditions , timeouts, and transitions that accept durations as a parameter. It is able to generate code in the synchronous programming language Lustre from a high-level specification of the satellite. This gives a formal way to derive an event-based algorithm simulating the execution of telecommand sequence and, thereupon, a provably correct onboard verifier.

Published
2020

4. Can we reconcile safety objectives with machine learning performances?

Author

Alecu, Lucian, Bonnin, Hugues, Fel, Thomas, Gardes, Laurent, Gerchinovitz, Sébastien, Ponsolle, Ludovic, Mamalet, Franck, Jenn, Éric, Mussot, Vincent, Cappi, Cyril, Delmas, Kevin, Lefevre, Baptiste, Continental Automotive France [Toulouse], SNCF, IRT Saint Exupéry - Institut de Recherche Technologique, Institut de Mathématiques de Toulouse UMR5219 (IMT), Université Toulouse Capitole (UT Capitole), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J), Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), APSYS (Blagnac), THALES Avionics Electrical Systems (TAES), THALES [France], ONERA / DTIS, Université de Toulouse [Toulouse], ONERA-PRES Université de Toulouse, and ANR-19-P3IA-0004,ANITI,Artificial and Natural Intelligence Toulouse Institute(2019)

Subjects
safety, machine learning, certification, [INFO.INFO-ES]Computer Science [cs]/Embedded Systems, probabilistic assessment, trustworthiness, [INFO.INFO-AI]Computer Science [cs]/Artificial Intelligence [cs.AI]
Abstract

International audience; The strong demand for more automated transport systems with enhanced safety, in conjunction with the explosion of technologies and products implementing machine learning (ML) techniques, has led to a fundamental questioning of the trust placed in machine learning. In particular, do state-of-the-art ML models allow us to reach such safety objectives? We explore this question through two practical examples from the railway and automotive industries, showing that ML performances are currently far from those required by safety objectives. We then describe and question several techniques aimed at reducing the error rate of ML components: model diversification, monitoring, classification with a reject option, conformal prediction, and temporal redundancy. Taking inspiration from a historical example, we finally discuss when and how new ML-based technologies could be introduced.

Published
2022

6. Estimation du potentiel d'adhérence pneumatique combinant filtrage de Kalman et apprentissage de modèle à partir de méthodes de Monte-Carlo par chaînes de Markov

Author

Mussot, Vincent and STAR, ABES

Subjects
Estimation paramétrique, Filtres de Kalman, MCMC estimation, [SPI.AUTO] Engineering Sciences [physics]/Automatic, Estimation du potentiel d'adhérence, Matrice de covariance de bruit, Représentation d'état, Noise covariance matrix, Parametric model learning, Estimation MCMC, Friction potential estimation, State-Space representation, Kalman filters
Abstract

The tire friction potential is the quantity characterizing the amount of friction remaining before the tire begins to skid on the road. Knowing this quantity during a travel turns out to be particularly advantageous, especially for the development of autonomous vehicles and also to significantly improve the driver assistance systems performances. Unfortunately, under standard driving conditions, the longitudinal tire force provided by a tire is low compared to the normal load applied on it. Therefore, the grip potential is particularly difficult to estimate under standard driving conditions. Thus, the goal of this PhD thesis is to carry out a method enabling to estimate the grip potential under standard driving conditions. This method should work using only the sensors fitted on production vehicle. The introduced method is divided into two main steps.Firstly, friction data points are combined with an adaptive Monte-Carlo Markov Chain method in order to predict the grip potential value. In this first main step, the friction data points are measurements coming from simulations or tests carried out on standard tires with a tire testing machine. However, in the practical case where the only accessible measurements are the ones provided by sensors fitted on production vehicle, these friction data points measurements are not available.Therefore, in a second main step, an extended Kalman filter is used in order to obtain friction data points estimates by using exclusively signals provided by the sensors fitted on production vehicle. This step is validated on simulated data representative of a straight line maneuver., Le potentiel d’adhérence d’un pneu est la grandeur caractérisant la quantité d’adhérence restante à un pneu avant que celui-ci ne se mette à patiner sur la route. La connaissance de cette grandeur lors d’un trajet pourrait se révéler particulièrement avantageuse, notamment pour le développement des véhicules autonomes et également pour améliorer sensiblement les performances des systèmes d’aide à la conduite. Malheureusement, lors d’une manœuvre standard, les efforts longitudinaux générés par le pneu restent faibles par rapport à la charge subie par celui-ci. En conséquence, le potentiel d’adhérence est particulièrement difficile à estimer. Ainsi, l’objectif de ces travaux est de mettre en œuvre une méthode permettant d’estimer le potentiel d’adhérence lors d’une manœuvre standard en utilisant uniquement les capteurs équipant les véhicules de série. La méthode mise en œuvre se scinde en deux grandes étapes.Tout d’abord, une méthode de type Monte-Carlo adaptative utilisant des points de friction est mise en œuvre afin de déterminer le potentiel d’adhérence. Dans cette première grande partie, les points de friction utilisés sont des mesures provenant de simulations ou d’essais effectués avec des machines de test sur des pneus standards. Cependant, dans le cas pratique où les seules mesures accessibles sont celles fournies par les capteurs présents sur les véhicules de série, ces mesures de points de friction ne sont pas accessibles.Ainsi, dans une seconde grande étape, un filtre de Kalman étendu est utilisé afin d’obtenir des estimations des points de friction en ne se servant que des signaux fournis par les capteurs présents sur les véhicules de série. Cette étape est validée sur des données de simulation représentatives d’une manœuvre en ligne droite.

Published
2022

8. The W-SEPT Project: Towards Semantic-Aware WCET Estimation

Author

Maiza, Claire, Raymond, Pascal, Parent-Vigouroux, Catherine, Bonenfant, Armelle, Carrier, Fabienne, Cassé, Hugues, Cuenot, Philippe, Claraz, Denis, Halbwachs, Nicolas, Jahier, Erwan, Li, Hanbing, de Michiel, Marianne, Mussot, Vincent, Puaut, Isabelle, Rochange, Christine, Rohou, Erven, Ruiz, Jordy, Sotin, Pascal, Sun, Wei-Tsun, VERIMAG (VERIMAG - IMAG), Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019]), Continental Automotive France [Toulouse], Pushing Architecture and Compilation for Application Performance (PACAP), Inria Rennes – Bretagne Atlantique, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-ARCHITECTURE (IRISA-D3), Institut de Recherche en Informatique et Systèmes Aléatoires (IRISA), Université de Bretagne Sud (UBS)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Rennes 1 (UR1), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-CentraleSupélec-IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut de Recherche en Informatique et Systèmes Aléatoires (IRISA), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Rennes 1 (UR1), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT), ARCHITECTURE (IRISA-D3), Institut de recherche en informatique de Toulouse (IRIT), Université Toulouse 1 Capitole (UT1), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées, Groupe de Recherche en Architecture et Compilation pour les systèmes embarqués (IRIT-TRACES), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Toulouse 1 Capitole (UT1), ANR-12-INSE-0001,W-SEPT,WCET: SEmantique, Précision, Traçabilité(2012), Université de Rennes 1 (UR1), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Bretagne Sud (UBS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Université de Rennes 1 (UR1), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Bretagne Sud (UBS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique), Université de Rennes (UR)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Bretagne Sud (UBS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-IMT Atlantique (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Université de Rennes (UR)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Bretagne Sud (UBS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-IMT Atlantique (IMT Atlantique), Université Toulouse Capitole (UT Capitole), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J), Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Toulouse Mind & Brain Institut (TMBI), Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse Capitole (UT Capitole), and Université de Toulouse (UT)

Subjects
[INFO.INFO-AR]Computer Science [cs]/Hardware Architecture [cs.AR], 000 Computer science, knowledge, general works, Computer Science, 0202 electrical engineering, electronic engineering, information engineering, Program analysis, 020207 software engineering, 02 engineering and technology, Worst-case execution time analysis, Static analysis
Abstract

International audience; Critical embedded systems are generally composed of repetitive tasks that must meet hard timing constraints, such as termination deadlines. Providing an upper bound of the worst-case execution time (WCET) of such tasks at design time is necessary to guarantee the correctness of the system. In static WCET analysis, a main source of over-approximation comes from the complexity of the modern hardware platforms: their timing behavior tends to become more unpredictable because of features like caches, pipeline, branch prediction, etc. Another source of over-approximation comes from the software itself: WCET analysis may consider potential worst-cases executions that are actually infeasible, because of the semantics of the program or because they correspond to unrealistic inputs. The W-SEPT project, for “WCET, Semantics, Precision and Traceability”, has been carried out to study and exploit the influence of program semantics on the WCET estimation. This paper presents the results of this project : a semantic-aware WCET estimation workflow for high-level designed systems.

Published
2017

9. The W-SEPT Project: Towards Semantic-Aware WCET Estimation

Author

Claire Maiza and Pascal Raymond and Catherine Parent-Vigouroux and Armelle Bonenfant and Fabienne Carrier and Hugues Cassé and Philippe Cuenot and Denis Claraz and Nicolas Halbwachs and Erwan Jahier and Hanbing Li and Marianne de Michiel and Vincent Mussot and Isabelle Puaut and Christine Rochange and Erven Rohou and Jordy Ruiz and Pascal Sotin and Wei-Tsun Sun, Maiza, Claire, Raymond, Pascal, Parent-Vigouroux, Catherine, Bonenfant, Armelle, Carrier, Fabienne, Cassé, Hugues, Cuenot, Philippe, Claraz, Denis, Halbwachs, Nicolas, Jahier, Erwan, Li, Hanbing, de Michiel, Marianne, Mussot, Vincent, Puaut, Isabelle, Rochange, Christine, Rohou, Erven, Ruiz, Jordy, Sotin, Pascal, Sun, Wei-Tsun, Claire Maiza and Pascal Raymond and Catherine Parent-Vigouroux and Armelle Bonenfant and Fabienne Carrier and Hugues Cassé and Philippe Cuenot and Denis Claraz and Nicolas Halbwachs and Erwan Jahier and Hanbing Li and Marianne de Michiel and Vincent Mussot and Isabelle Puaut and Christine Rochange and Erven Rohou and Jordy Ruiz and Pascal Sotin and Wei-Tsun Sun, Maiza, Claire, Raymond, Pascal, Parent-Vigouroux, Catherine, Bonenfant, Armelle, Carrier, Fabienne, Cassé, Hugues, Cuenot, Philippe, Claraz, Denis, Halbwachs, Nicolas, Jahier, Erwan, Li, Hanbing, de Michiel, Marianne, Mussot, Vincent, Puaut, Isabelle, Rochange, Christine, Rohou, Erven, Ruiz, Jordy, Sotin, Pascal, and Sun, Wei-Tsun

Abstract

Critical embedded systems are generally composed of repetitive tasks that must meet hard timing constraints, such as termination deadlines. Providing an upper bound of the worst-case execution time (WCET) of such tasks at design time is necessary to guarantee the correctness of the system. In static WCET analysis, a main source of over-approximation comes from the complexity of the modern hardware platforms: their timing behavior tends to become more unpredictable because of features like caches, pipeline, branch prediction, etc. Another source of over-approximation comes from the software itself: WCET analysis may consider potential worst-cases executions that are actually infeasible, because of the semantics of the program or because they correspond to unrealistic inputs. The W-SEPT project, for "WCET, Semantics, Precision and Traceability", has been carried out to study and exploit the influence of program semantics on the WCET estimation. This paper presents the results of this project : a semantic-aware WCET estimation workflow for high-level designed systems.

Published
2017
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10. When the worst-case execution time estimation gains from the application semantics

Author

Bonenfant, Armelle, Carrier, Fabienne, Cassé, Hugues, Cuenot, Philippe, Claraz, Denis, Halbwachs, Nicolas, Li, Hanbing, Maiza, Claire, de Michiel, Marianne, Mussot, Vincent, Parent-Vigouroux, Catherine, Puaut, Isabelle, Raymond, Pascal, Rohou, Erven, Sotin, Pascal, Groupe de Recherche en Architecture et Compilation pour les systèmes embarqués (IRIT-TRACES), Institut de recherche en informatique de Toulouse (IRIT), Université Toulouse 1 Capitole (UT1), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Toulouse 1 Capitole (UT1), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées, Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), VERIMAG (VERIMAG - IMAG), Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019]), Continental Automotive France [Toulouse], Amdahl's Law is Forever (ALF), Inria Rennes – Bretagne Atlantique, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-ARCHITECTURE (IRISA-D3), Institut de Recherche en Informatique et Systèmes Aléatoires (IRISA), CentraleSupélec-Télécom Bretagne-Université de Rennes 1 (UR1), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-CentraleSupélec-Télécom Bretagne-Université de Rennes 1 (UR1), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut de Recherche en Informatique et Systèmes Aléatoires (IRISA), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA), Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J), ANR-12-INSE-0001,W-SEPT,WCET: SEmantique, Précision, Traçabilité(2012), Centre National de la Recherche Scientifique - CNRS (FRANCE), Institut National Polytechnique de Toulouse - Toulouse INP (FRANCE), Institut polytechnique de Grenoble (FRANCE), Institut National de la Recherche en Informatique et en Automatique - INRIA (FRANCE), Université Grenoble Alpes - UGA (FRANCE), Université Toulouse III - Paul Sabatier - UT3 (FRANCE), Université Toulouse - Jean Jaurès - UT2J (FRANCE), Université Toulouse 1 Capitole - UT1 (FRANCE), Continental Automotive France SAS (FRANCE), Université de Rennes 1 (FRANCE), Institut National Polytechnique de Toulouse - INPT (FRANCE), Université Toulouse Capitole (UT Capitole), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J), Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Toulouse Mind & Brain Institut (TMBI), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse Capitole (UT Capitole), Université de Toulouse (UT), Université de Rennes (UR)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Bretagne Sud (UBS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Télécom Bretagne-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Rennes (UR)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Bretagne Sud (UBS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Télécom Bretagne-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche en Informatique et Systèmes Aléatoires (IRISA), and Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Bretagne Sud (UBS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Télécom Bretagne-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)

Subjects
Architectures Matérielles, [INFO.INFO-OH]Computer Science [cs]/Other [cs.OH], Système d'exploitation, Réseaux et télécommunications, Systèmes embarqués, Critical embedded systems
Abstract

International audience; Critical embedded systems are generally composed of repetitive tasks that must meet drastic timing constraints, such as termination deadlines. Providing an upper bound of the worst-case execution time (WCET) of such tasks at design time is thus necessary to prove the correctness of the system. Static timing analysis methods compute safe WCET upper bounds, but at the cost of a potentially large over-approximation. Over-approximation may come from the fact that WCET analysis may consider as potential worst-cases some executions that are actually infeasible, because of the semantics of the program and/or because they correspond to unrealistic inputs. In this paper, we introduce a complete semantic-aware WCET estimation workflow. We introduce some program analysis to find infeasible paths: they can be performed at design, C or binary level, and may take into account information provided by the user. We design an annotation-aware compilation process that enables to trace the infeasible path properties through the program transformations performed by the compilers. Finally, we adapt the WCET estimation tool to take into account the kind of annotations produced by the workflow.

Published
2016

11. Automates d'annotation de flot pour l'expression et l'intégration de propriétés dans l'analyse de WCET

Author

Mussot, Vincent and Mussot, Vincent

Abstract

Dans le domaine des systèmes critiques, l'analyse des temps d'exécution des programmes est nécessaire pour planifier et ordonnancer au mieux différentes tâches et par extension pour dimensionner les systèmes. La durée d'exécution d'un programme dépend de divers facteurs comme ses entrées ou le matériel utilisé. Or cette variation temporelle pose problème dans les systèmes temps-réel dans lesquels il est nécessaire de dimensionner précisément les temps processeur alloués à chaque tâche, et pour cela, connaître leur temps d'exécution au pire cas. Au sein de l'équipe TRACES à l'IRIT, nous cherchons à calculer une borne supérieure à ce temps d'exécution au pire cas qui soit la plus précise possible. Pour cela, nous travaillons sur le graphe de flot de contrôle d'un programme qui représente un sur-ensemble des ses exécutions possibles, que nous accompagnons d'annotations sur des comportements spécifiques du programme susceptibles de réduire la sur-approximation de notre estimation. Dans les outils destinés au calcul du temps d'exécution au pire cas des programmes, les annotations sont habituellement exprimées et intégrées grâce à des langages d'annotation spécifiques. Nous proposons d'utiliser des automates appelés automates d'annotation de flot en lieu et place de ces langages, afin de fonder non seulement l'expression, mais également l'intégration d'annotations dans l'analyse sur des bases formelles. Nous présentons ces automates enrichis de contraintes, de variables et d'une hiérarchie et nous montrons comment ils supportent les divers types d'annotations utilisés dans le domaine de l'analyse du temps d'exécution au pire cas. Par ailleurs, l'intégration des annotations dans une analyse se fait habituellement par l'association de contraintes numériques au graphe de flot de contrôle. Les automates que nous présentons supportent cette méthode mais leur expressivité offre également de nouvelles possibilités d'intégration basées sur le dépliage du graphe de flot de contrôl, In the domain of critical systems, the analysis of execution times of programs is needed to schedule various task at best and by extension to dimension the whole system. The execution time of a program depends on multiple factors such as entries of the program or the targeted hardware. Yet this time variation is an issue in real-time systems where the duration is required to allow correct processor time to each task, and in this purpose, we need to know their worst-case execution time. In the TRACES team at IRIT, we try to compute a safe upper bound of this worst-case execution time that would be as precise as possible. In order to do so, we work on the control flow graph of a program that represents an over-set of its possible executions and we combine this structure with annotations on specific behaviours of the program that might reduce the over-approximation of our estimation. Tools designed to compute worst-case execution times of programmes usually support the expression and the integration of annotations thanks to specific annotation languages. Our proposal is to replace these languages with a type of automata named flow fact automata so that not only the expression but also the integration of annotations in the analysis inherit from the formal basis of automata. Based on these automata enriched with constraints, variables and a hierarchy, we show how they support the various annotation types used in the worst-case execution time domain. Additionally, the integration of annotations in an analysis usually lead to associate numerical constraint to the control flow graph. The automata presented here support this method but their expressiveness offers new integration possibilities based on the partial unfolding of control flow graph. We present experimental results from the comparison of these two methods that show how the graph unfolding can improve the analysis precision. In the end, this precision gain in the worst-case execution time will ensure a better usag

Published
2016

13. Expressing and Exploiting Conflicts over Paths in WCET Analysis

Author

Vincent Mussot and Jordy Ruiz and Pascal Sotin and Marianne de Michiel and Hugues Cassé, Mussot, Vincent, Ruiz, Jordy, Sotin, Pascal, de Michiel, Marianne, Cassé, Hugues, Vincent Mussot and Jordy Ruiz and Pascal Sotin and Marianne de Michiel and Hugues Cassé, Mussot, Vincent, Ruiz, Jordy, Sotin, Pascal, de Michiel, Marianne, and Cassé, Hugues

Abstract

The presence of infeasible paths in a program is a source of imprecision in the Worst-Case Execution Time (WCET) analysis. Detecting, expressing and exploiting such paths can improve the WCET estimation or, at least, improve the confidence we have in estimation precision. In this article, we propose an extension of the FFX format to express conflicts over paths and we detail two ways of enhancing the WCET analyses with that information. We demonstrate and compare these techniques on the Mälardalen benchmark suite and on C code generated from Esterel.

Published
2016
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14. From Relevant High-level Properties to WCET Computation Improvement

Author

Mussot, Vincent, Bonenfant, Armelle, Sotin, Pascal, Claraz, Denis, Cuenot, Philippe, Centre National de la Recherche Scientifique - CNRS (FRANCE), Institut National Polytechnique de Toulouse - INPT (FRANCE), Université Toulouse III - Paul Sabatier - UT3 (FRANCE), Université Toulouse - Jean Jaurès - UT2J (FRANCE), Université Toulouse 1 Capitole - UT1 (FRANCE), Continental Automotive France SAS (FRANCE), Continental Automotive France [Toulouse], and Institut National Polytechnique de Toulouse - Toulouse INP (FRANCE)

Subjects
timing analysis, annotation language, Système d'exploitation, Réseaux et télécommunications, Systèmes embarqués, WCET computation, Architectures Matérielles, Infeasible paths, Timing analysis, infeasible paths, Annotation language, [INFO]Computer Science [cs], [INFO.INFO-ES]Computer Science [cs]/Embedded Systems, ComputerSystemsOrganization_SPECIAL-PURPOSEANDAPPLICATION-BASEDSYSTEMS
Abstract

International audience; The scheduling of real-time systems requires knowing the Worst Case Execution Time (WCET) of their tasks. WCET analysers compute timings by analysis of the low level behaviour of the target task. This document presents improvements in the WCET computation allowed by taking into account high level behaviours of the tasks. We first classify high level knowledge according to the relevance with respect to WCET estimation. We then propose a systematic method to bring this information back to the low level on which operate most WCET analysers. This approach separates the concerns of stating properties, integrating properties and computing a WCET aware of these properties.

Published
2014

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