Real-Time Systems Development Exploiting Aspect-Oriented Approach

Real-time and embedded systems are becoming increasingly complex due to hardware evolution led by Moore's law. New development approaches are needed to master this complexity. The aspect-oriented approach allows separating functional and non-functional mechanisms when implementing a computer system. This makes it easier to implement and maintain these applications. It is within this setting that the research of this thesis takes place. We proposed a new approach, called AOM-RTSys, for the design of real-time systems. Indeed, a real-time system can be seen as a composition of functional and nonfunctional requirements. These include time, scheduling and synchronization constraints. From this point of view, any standard application can be transformed into a real-time application by "weaving" non-functional constraints. This approach has been applied in the field of object-oriented design of real-time systems, with UML and its profile MARTE. AOM-RTSys allows integrating real-time constraints, modeled with MARTE, into an initial model. The integration of the constraints is ensured by a weaving operation which consists in adding these constraints in well-defined locations by the designer using a weaving plane constituted by instances of weaving rules. A weaver called NOLE carries out the weaving operation. The Weaver inputs an initial model and a set of constraints in the form of one or more weaving planes in order to generate a target, real-time model. To ensure the proper functioning of the weaving process provided by the weaver NOLE, we opted for the integration of a process of verification and validation in the latter. Validation and verification of rule instances involve four main steps: Lexical, syntactic, semantic and aspect checking. These checks aim to detect and predict potential conflicts.
Les systèmes temps réel et embarqués ne cessent de gagner en complexité grâce à l'évolution du matériel menée par la loi de Moore. Des nouvelles approches de développement sont nécessaires afin de maîtriser cette complexité. L'approche orientée aspect permet de séparer les mécanismes fonctionnels de ceux non-fonctionnels lors de l'implémentation d'un système informatique. Ceci facilite la mise en œuvre et la maintenance de ces applications. C'est dans ce contexte général que s'inscrivent les travaux de recherche de cette thèse. Nous avons proposé une nouvelle approche, appelée AOM-RTSys, pour la conception des systèmes temps réel. En effet, un système temps réel peut être vu comme une composition des besoins fonctionnels et ceux non fonctionnels. Ces derniers, regroupent des contraintes de temps, d'ordonnancement et de synchronisation. Partant de ce point de vue, toute application standard peut se transformer en une application temps réel par <> de contraintes non fonctionnelles. Cette approche a été appliquée dans le domaine de la conception orientée objet, des systèmes temps réel, avec UML et son profil MARTE. AOM-RTSys permet d'intégrer des contraintes temps réel, modélisées avec MARTE, dans un modèle initiale. L'intégration des contraintes est assurée par une opération de tissage qui consiste à ajouter ces contraintes dans des emplacements bien déterminés par le concepteur en utilisant un Plan de tissage constitué par des instances de règles de tissages. L'opération de tissage est assurée par un tisseur que nous avons appelé NOLE. Le tisseur prend en entrée un modèle initial et un ensemble de contraintes sous forme d'un ou plusieurs plans de tissages afin de générer un modèle temps réel cible. Afin d'assurer le bon fonctionnement du processus de tissage assuré par le tisseur NOLE, nous avons opté pour l'intégration d'un processus de vérification et de validation dans ce dernier. La validation et la vérification des instances de règles comporte quatre étapes principale ; la vérification lexicale, syntaxique, sémantique et d'aspect. Ces vérifications visent à détecter et prévoir les conflits possibles.