Autor(es):
Figueiredo, Nuno Miguel de Melo 
Data: 2008
Identificador Persistente: http://hdl.handle.net/10773/1968
Origem: RIA - Repositório Institucional da Universidade de Aveiro
Assunto(s): Engenharia electrónica; Mecatrónica; Sistemas de controlo automático; Sistemas distribuídos
Descrição
Os Sistemas Distribuídos encontram-se em variadas aplicações do dia-a-dia
abrangendo áreas como a aviónica, robótica, automação industrial e
automotiva. Um Sistema de Controlo Distribuído implica que vários
componentes do sistema troquem informação entre si com o propósito
de atingir um objectivo comum. Essa informação é, geralmente, trocada
recorrendo a uma rede de comunicação que interliga todos os componentes
intervenientes no sistema de controlo. A introdução desta rede no sistema
levanta problemas do ponto de vista do comportamento temporal e
funcional do sistema pois introduz latência e jitter adicionais na malha de
controlo. Muitas aplicações são sensíveis á latência e ao jitter pelo que
estes aspectos poderão conduzir á degradação do desempenho do controlo.
Esta observação levou ao desenvolvimento de protocolos específicos com
propriedades de tempo-real.
Esta dissertação tem como objectivo avaliar experimentalmente o
desempenho do protocolo de tempo-real FTT-SE desenvolvido no Laborat
ório de Sistemas Electrónicos da Universidade de Aveiro. Aspectos como
o Isolamento Temporal, Garantias de Reserva de Recursos, Escalonamento
das Mensagens e Gestão da Carga na Rede serão tidos em especial
consideração. O desempenho do protocolo FTT-SE vai também ser
comparado com o desempenho do protocolo Ethernet em situações de
utilização similares, destacando os problemas do uso de um protocolo sem
propriedades de tempo-real.
A avaliação experimental do protocolo FTT-SE _e baseada nas plataformas
de mecatrónica \Bola no Plano" e \Bola na Calha" anteriormente
desenvolvidas no Laboratório de Sistemas Electrónicos da Universidade de
Aveiro. Foram realizadas duas implementações, uma baseada em Ethernet
e outra em FTT-SE. Cada implementação foi submetida a diferentes
condições de carga e o desempenho foi avaliado tendo em conta diferentes
critérios. Os testes realizados permitem observar as interferências que a
rede induz nos sistemas físicos bem como avaliar a eficácia dos mecanismos
de tempo-real do protocolo FTT-SE.
ABSTRACT: Distributed systems are becoming a commonplace, being found in
many daily life application areas such as avionics, robotics, industrial
automation and automotive. A distributed control system implies that
several components of the system have to exchange information among
themselves to be able to achieve a common goal. This information is
usually exchanged through a communication network joining together
those components. The use of the network in itself can pose problems
in terms of time and functional behavior of the systems, since it may
introduce additional latency and jitter in control loop. Many applications
are latency and jitter sensitive and thus the introduction of the network
may result in noticeable degradation of performance of control. This observation
led to the development of specific protocols with real-time properties.
The aim of this dissertation is to assess experimentally the performance
of the FTT-SE real-time protocol, developed in the Electronic
Systems Laboratory of the University of Aveiro. Particular attention
is devoted to aspects such as temporal isolation, resource reservation
guarantees, message scheduling and overload handling. The performance
of FTT-SE will also be compared against the use of plain Ethernet in
similar situations, highlighting the problems of using non real-time protocols.
The experimental assessment of the FTT-SE protocol is based on
the mechatronic platforms \ Ball on Plate" and \Ball on Beam" previously
developed at the Electronic Systems Laboratory of the University of Aveiro.
Two implementations, one based in plain Ethernet and another in FTT-SE,
have been realized. Each one is submitted to diferent load conditions and
the control performance assessed according with diverse criteria. These
experiments permit observing the impact of network induced perturbations
in real-world systems as well as to assess the efectiveness of real-time
mechanisms provided by the FTT-SE protocol. Mestrado em Engenharia Electrónica e Telecomunicações
Tipo de Documento
Dissertação de Mestrado
Idioma
Português
Orientador(es)
Pedreiras, Paulo Bacelar Reis; Martins, Ernesto Fernando Ventura
