Effektiv och tillförlitlig kommunikation i inbyggda distribuerade system
Vilgot Claesson på Institutionen för datorteknik på Chalmers har i sitt doktorsarbete studerat kommunikation mellan datorer i inbyggda datorsystem där datorerna i första hand styr säkerhetskritiska tillämpningar, det vill säga med höga krav på pålitlighet. Tillämpningar finns emellertid också i kommersiella system med krav på kostnadseffektivitet och höga prestanda.
Användningen av datorer ökar inom alla områden, framförallt i tillämpningar där en eller flera datorer är inbyggda med syfte att kontrollera, övervaka eller förbättra funktionen i allt från vitvaror till flygplan. I större system med flera datorer sammanlänkas oftast dessa för att utbyta information. Ett tydligt exempel är bilindustrin, där varje ny bilmodell får allt fler sammankopplade datorer. Detta har medfört en ökad fokusering på effektiva kommunikationssystem där flera datorer delar på samma ledning. Att samsas om en kommunikationskanal medför dock att kollisioner kan uppstå och att skickad information förstörs.
En löftesrik princip för effektiv och säker datakommunikation är att varje datorenhet tilldelas ett tidsintervall som sedan repeteras, så kallad tidstyrd kommunikation. Låt oss som exempel anta att 24 datorer under ett dygn tilldelas var sin timme, under vilken de kan skicka information. På samma sätt fungerar det i verkligheten, men det rör sig då om millisekunder. Vilgot Claessons doktorsarbete bidrar med en metod att få datorenheterna att snabbt enas om en tidsuppfattning vid uppstart eller återstart av alla eller enskilda datorer. Detta är viktigt då till exempel ett flygplan styrt via datorer kan råka ut för en kraftig störning som orsakar en förlorad tidsuppfattning hos datorenheterna, varför en snabb återsynkronisering är essentiell för att återfå styrförmågan. Den tidstyrda kommunikationen karakteriseras av ett förutbestämt (deterministiskt) beteende vilket underlättar utvecklingen av tillförlitliga system.
En annan lovordad princip är så kallad händelsestyrd kommunikation där alla meddelanden skickas genast, men vid risk för kollision åtskils genom olika prioritet. Denna senare metod beskrivs ofta som flexibel. I Claessons avhandling jämförs de båda principerna i syfte att klargöra vilken princip som fungerar bäst under vilka omständigheter.
Avslutningsvis presenteras ett antal nya metoder för hur man kan kombinera det bästa av dessa kommunikationsprinciper, dvs. en kombination av determinism och flexibilitet.
Avhandlingen “Efficient and Reliable Communication in Distributed Embedded Systems”, försvarades vid en offentlig disputation på Chalmers den 13 december 2002.
Vilgot Claesson är från Götene i Västergötland.
Kontaktinformation
Mer information:
Vilgot Claesson, Datorteknik, Chalmers tekniska högskola
Tel: 031-772 5212 eller 070-570 0205
E-post: vilgot@ce.Chalmers.se
