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Il modello del tempo può essere caratterizzato come:
- modello concettuale/continuo: t (tempo assoluto): tempo come contenitore dei fenomeni o come prodotto dai fenomeni;
- modello informatico/discreto: T (tempo locale), associato a un fenomeno orologio (clock) che determina la risoluzione temporale.
Utl: unità di tempo locale... Vedi di più

Esame di Sistemi embedded docente Prof. L. Pomante

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Componenti Temporali

Tempo di comunicazione

Una componente additiva del ritardo globale è costituita dai

tempi richiesti dalle comunicazioni di informazioni

Dipende dal mezzo trasmissivo e dalla tecnica di comunicazione

utilizzata

– Può essere un collo di bottiglia

In molti casi sono disponibili risorse dedicate alla comunicazione che

possono lavorare in parallelo alla CPU

@ Prof. Lorenzo Mezzalira Componenti Temporali

Tempo di comunicazione

Il tempo di comunicazione è costituito da due componenti

principali

Tempo impiegato per il protocollo (overhead)

– Meccanismi di accesso al mezzo trasmissivo e sincronizzazione

– Meccanismi di gestione ed instradamento

– Meccanismi per rilievo e correzione di errori

Tempo impiegato per il trasferimento

– Questa componente diventa preponderante se le informazioni utili sono

organizzate in "blocchi" di dimensioni sostanziose

Questi tempi sono prevedibili con buona approssimazione

@ Prof. Lorenzo Mezzalira 9

Componenti Temporali

Tempo di elaborazione netto (componente effettiva)

É il tempo dedicato dalla CPU ad eseguire le istruzioni

dell'algoritmo effettivo

Le altre altre componenti additive del tempo (latenza, tempo di

overhead e tempo di comunicazione) sono fondamentali per

completare l’elaborazione

Il tempo netto di elaborazione è di difficile valutazione

Dipendente dai costrutti di programmazione utilizzati (costrutti

condizionali, cicli, ecc.) e dalle condizioni al contorno

Misurati empiricamente tramite opportuni tool

– Es. Profiler

@ Prof. Lorenzo Mezzalira Errori di Temporizzazione 10

Errori di Temporizzazione

I tempi coinvolti nell’esecuzione delle azioni, analizzati

nelle sezioni precedenti, hanno un impatto sulle

precisioni delle operazioni temporali

Accenniamo ad alcuni aspetti generali in relazione a tre

casi principali

Rilievo del tempo assoluto di un evento

Misura di un intervallo

Esecuzione a tempo prefissato di un azione

N.B.

Trascureremo gli errori di precisione e di quantizzazione

dell’orologio adottato che sono comunque aggiuntivi

@ Prof. Lorenzo Mezzalira Errori di Temporizzazione

Rilievo del tempo assoluto di un evento

La concatenazione dei tempi tra il verificarsi di un evento e

l’acquisizione del tempo relativo è la seguente

Ta: latenza del rilievo dell’evento (var.)

Tb: Tempo di esecuzione del riconoscimento dell’evento (cost.)

– Le componenti Ta e Tb si hanno solo per eventi esterni che devono

essere recepiti a controllo di programma o ad interrupt

Tc: Latenza dell’operazione di lettura del valore del tempo (var.)

– La componente Tc può essere ridotta a zero se si rende non

interrompibile la sequenza di operazioni di lettura del tempo

» Ad esempio disabilitando gli interrupt

Td: Tempo di esecuzione della lettura del valore tempo (cost.)

– La componente Td è ineliminabile, ma piuttosto costante e breve

@ Prof. Lorenzo Mezzalira 11

Errori di Temporizzazione

Rilievo del tempo assoluto di un evento

L’errore temporale minimo è quindi pari a

Per eventi esterni Tb + Td

Per eventi interni Td

L’errore temporale massimo è

Per eventi esterni Tamax + Tb + Tcmax + Td

Per eventi interni Tcmax + Td

Tali errori temporali sono sempre per eccesso

@ Prof. Lorenzo Mezzalira Errori di Temporizzazione

Misura dell’intervallo tra due eventi

La misura di un intervallo di tempo viene generalmente

effettuata rilevando il tempo assoluto dell’evento di inizio,

quello dell’evento di fine e calcolandone la differenza

Gli errori dipendono solo dalle componenti variabili che sono

tipicamente costituite dalle latenze

Le componenti temporali costanti contribuiscono a formare il ritardo

della disponibilità della misura, ma non ne inficiano il valore

Gli errori di misura massimi per eccesso e per difetto (cioè in

modulo) sono quindi pari alla somma delle latenze massime

(Tamax e Tcmax visti precedentemente) dato che le latenze

minime sono nulle

@ Prof. Lorenzo Mezzalira 12

Errori di Temporizzazione

Esecuzione a tempo prefissato di un’azione

Concatenazione dei tempi tra evento temporale e

completamento dell’azione

Ta: Latenza del rilievo dell’evento temporale

Tb: Tempo di esecuzione del riconoscimento dell’evento temporale

– Ta e Tb sono relativi ai meccanismi di percezione del tempo

» Interrupt o controllo di programma

Tc: Latenza dell’azione

– Tc=0 se si rende non interrompibile la sequenza di operazioni

» Quando ciò non è possibile questa latenza può diventare dominante

Td: Tempo di esecuzione dell’azione

– La componente Td è ineliminabile

Gli errori sono sempre per eccesso (ritardo) e vanno da

un minimo di Tb + Td

a un massimo di Tamax + Tb + Tcmax + Td

@ Prof. Lorenzo Mezzalira Requisiti dei Temporizzatori 13

Requisiti dei Temporizzatori

I requisiti dei temporizzatori influenzano la scelta dei meccanismi

da cui dipendono le varie componenti di errore di temporizzazione

e delle granularità da cui dipendono gli errori di quantizzazione

È buona regola che la granularità dei valori della grandezza sia

dello stesso ordine di grandezza delle incertezze su tali valori

Si usano le valutazioni sulle incertezze nei diversi ruoli del tempo

per scegliere le corrispondenti granularità

Attivazioni di processi e loro elaborazioni (attivo)

Ordine delle centinaia di istruzioni macchina

Granularità dei tempi di “risveglio” di attività è dell'ordine del msec

Lettura del tempo da associare ad un evento (passivo)

Ordine alcune istruzioni macchina sec

Granularità di misura dell'ordine del

Attivazione diretta di dispositivi circuitali

Ordine del nsec

Granularità, se le specifiche lo richiedono, inferiore ai 100 nsec

@ Prof. Lorenzo Mezzalira

Tipologie di Temporizzazioni Attive 14

Tipologie di Temporizzazioni Attive

Le temporizzazioni attive e generatrici di eventi sono

soprattutto utilizzate per

Produrre stati temporizzati durante i quali eseguire attività

Produrre eventi temporali in cui eseguire azioni

Una tipica classificazione distingue diversi tipi di timer

Timer a durata

Timer a ritardo

Timer ciclici

@ Prof. Lorenzo Mezzalira

Tipologie di Temporizzazioni Attive

Temporizzazione a durata

È una temporizzazione di tipo monostabile attivata da un evento

trigger e conclusa dall’evento di fine attivazione dopo

l’intervallo di tempo prefissato

Sono detti re-triggerabili (prorogabili) i temporizzatori in cui il

conteggio del tempo riparte da zero ad ogni nuovo evento di

trigger prolungando così l’attivazione

Attivo

Attivo T T

t Riposo t

Riposo Trigger Fine Trigger Trigger Fine

Trigger

T=valore di temporizzazione

@ Prof. Lorenzo Mezzalira 15

Tipologie di Temporizzazioni Attive

Temporizzazione a ritardo

L’evento trigger attiva solo il conteggio dell’intervallo

specificato, al termine del quale si verifica l’evento attivazione

In genere esiste un comando reset per la disattivazione con il

ritorno nello stato di riposo

Se l’evento di reset si verifica prima della scadenza di T non si ha

l’attivazione

Attivo T t

Riposo Trigger Attivazione Reset

T=valore di temporizzazione

@ Prof. Lorenzo Mezzalira

Tipologie di Temporizzazioni Attive

Temporizzazione ciclica

Dopo l’evento di trigger si producono eventi con cadenza

regolare e di periodo temporale prefissato

Il reset arresta il funzionamento

Il funzionamento riprende solo dopo un nuovo evento di trigger

T t

Trigger Reset Trigger

T=valore di temporizzazione

@ Prof. Lorenzo Mezzalira 16

Tecniche Realizzative dei Timer

Tecniche Realizzative dei Timer

Realizzazioni HW: circuiti Calendar/Clock

Circuiti integrati con funzione di orologio e calendario

Non hanno funzione di temporizzatori a causa della

risoluzione/granularità temporale (1 sec)

– Utilizzano tipicamente un oscillatore a 32768 Hz

Contengono contatori necessari per tener conto di secondi,

minuti, ore, giorno della settimana, mese, anno

Tipicamente, la lettura avviene serialmente per ridurre il pin-out

Operazione lenta (centinaia di microsecondi)

Sono spesso corredati di batterie tampone

@ Prof. Lorenzo Mezzalira 17


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AUTORE

Atreyu

PUBBLICATO

+1 anno fa


DESCRIZIONE DISPENSA

Il modello del tempo può essere caratterizzato come:
- modello concettuale/continuo: t (tempo assoluto): tempo come contenitore dei fenomeni o come prodotto dai fenomeni;
- modello informatico/discreto: T (tempo locale), associato a un fenomeno orologio (clock) che determina la risoluzione temporale.
Utl: unità di tempo locale [sec], risoluzione temporale locale, proprietà della rappresentazione locale del tempo (esempio: risoluzione di 1 msec).
BTL = K*utl: base tempo locale [sec], periodo di aggiornamento dalla variabile orologio (esempio: granularità di 55 unità da 1 msec cioè un aggiornamento ogni 18,2 volte al secondo).


DETTAGLI
Corso di laurea: Corso di laurea magistrale in ingegneria delle telecomunicazioni
SSD:
Università: L'Aquila - Univaq
A.A.: 2011-2012

I contenuti di questa pagina costituiscono rielaborazioni personali del Publisher Atreyu di informazioni apprese con la frequenza delle lezioni di Sistemi embedded e studio autonomo di eventuali libri di riferimento in preparazione dell'esame finale o della tesi. Non devono intendersi come materiale ufficiale dell'università L'Aquila - Univaq o del prof Pomante Luigi.

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