Projet : EPATR - epatr

<body bgcolor="#FFFFFF" text="#000000" link="#9944EE" vlink= "#0000FF" alink="#00FF00">  <a name="CHILD_LINKS" id= "CHILD_LINKS"><strong>Sous-sections</strong></a> <ul> <li> <ul> <li> <a name="tex2html344" href= "logic_module-13_mn.html#SECTION00051010000000000000" target="main" id="tex2html344"><small>Environnement de compilation</small></a> <ul> <li><a name="tex2html345" href= "logic_module-13_mn.html#SECTION00051011000000000000" target="main" id="tex2html345"><small>Production du graphe.</small></a></li> <li><a name="tex2html346" href= "logic_module-13_mn.html#SECTION00051012000000000000" target="main" id= "tex2html346"><small>Transformations du graphe.</small></a></li> <li><a name="tex2html347" href= "logic_module-13_mn.html#SECTION00051013000000000000" target="main" id="tex2html347"><small>Production de code</small></a></li> </ul> </li> <li><a name="tex2html348" href= "logic_module-13_mn.html#SECTION00051020000000000000" target="main" id="tex2html348"><small>Diffusion du logiciel</small></a></li> </ul> </li> </ul> <hr /> <h2><a name="SECTION00051000000000000000" id= "SECTION00051000000000000000">Environnement de programmation Signal</a></h2> <a name="EPATR_logiciels_module-13" id= "EPATR_logiciels_module-13"></a> <p><a name="logiciel-signal" id="logiciel-signal"></a></p> <p><strong>Mots clés :</strong> <i>Signal, programmation synchrone, format commun, DC+, transformation de programme, Sildex .</i></p> <p><em>Contact :</em> P. Bournai.</p> <h3>Résumé :</h3> <div class="ABSTRACT"> <i>Le développement d'un environnement de programmation Signal, construit à l'Irisa selon des techniques de conception modulaires, répond à trois objectifs :</i> <dl compact="compact"> <dt><i>a)</i></dt> <dd><i>il nous permet d'étudier des extensions sémantiques ou algorithmiques du modèle synchrone ;</i></dd> <dt><i>b)</i></dt> <dd><i>il nous permet de mieux comprendre les applications et de dégager ainsi des problématiques nouvelles ;</i></dd> <dt><i>c)</i></dt> <dd><i>il est diffusé à des fins d'expérimentation et d'enseignement dans des laboratoires pour lesquels la version commerciale Sildex ne convient pas.</i></dd> </dl> <p><i>L'environnement de programmation Signal se compose d'un compilateur et d'un éditeur graphique orienté <em>blocs-diagrammes</em>. L'éditeur de Signal permet à l'utilisateur de construire ses programmes sous forme à la fois textuelle et graphique. L'existence de cet éditeur est un vecteur majeur pour la diffusion.</i></p> <p><i>Le compilateur est écrit en C++ et C Ansi. L'éditeur graphique est écrit en Java (utilisation de la librairie Swing), C++ et Signal. Ceci permet d'avoir une version commune de l'environnement Signal dans les mondes Windows et Unix.</i></p> </div> <h4><a name="SECTION00051010000000000000" id= "SECTION00051010000000000000">Environnement de compilation</a></h4><br /> <p>L'environnement de compilation Signal est un outil interactif de conception d'applications. L'architecture de l'environnement peut être vue comme un ensemble de services. Un service peut être ou non appliqué selon l'objectif : simulation, vérification formelle, compilation séparée, génération de code distribué, etc. Ces fonctionnalités sont accessibles au moyen d'options pour le compilateur «batch» et de manière interactive sous l'éditeur graphique. Le superviseur de l'environnement est lui-même un programme Signal.</p> <p>Ces fonctionnalités s'appliquent également au <em>format commun</em> de la programmation synchrone (<small>DC+</small>). Ce format <small>DC+</small>, issu des travaux des projets européens Synchron et Sacres, permet de représenter, par delà un langage particulier, la paradigme «flots de données synchronisés». Il constitue aussi un format concret, servant de vecteur commun de représentation, pour des programmes ou des propriétés sur lesquels on souhaite appliquer des transformations définies dans le cadre du modèle synchrone.</p> <p>Un programme Signal/<small>DC+</small> est représenté de faÇon interne par un <small>GHDC</small> (graphe hiérarchisé aux dépendances conditionnées) qui constitue donc la structure principale de l'environnement.</p> <p>On peut distinguer :</p> <ul> <li>un ensemble de traitements qui produisent un graphe hiérarchisé à partir d'un source Signal ou <small>DC+</small> ;</li> <li>un ensemble de transformations du graphe hiérarchisé, transformations qui restituent un graphe hiérarchisé ; ceci constitue le coeur du compilateur ;</li> <li>un ensemble de traitements qui produisent les sources d'autres outils.</li> </ul> <h5><a name="SECTION00051011000000000000" id= "SECTION00051011000000000000">Production du graphe.</a></h5> <p>L'ensemble des fonctionnalités pour la production du <small>GHDC</small> est constitué :</p> <ul> <li><i class="sans">de l'analyse syntaxique et contextuelle,</i> qui fournit la représentation interne d'un programme source, Signal ou <small>DC+</small>, sous forme d'un arbre de syntaxe abstraite ;</li> <li><i class="sans">de la production de graphe,</i> qui associe à tout programme un graphe caractérisé par un système d'équations d'horloges. À ce stade, aucune vérification sur le système d'équations ni sur le graphe (cycles...) n'est effectuée.</li> </ul> <h5><a name="SECTION00051012000000000000" id= "SECTION00051012000000000000">Transformations du graphe.</a></h5>L'ensemble de traitements qui transforment le graphe hiérarchisé est constitué : <ul> <li><i class="sans">de la compilation,</i> dont le rÔle principal est de triangulariser le système d'équations d'horloges et de détecter la présence de cycles de dépendance de données. Cette transformation permet la vérification partielle de la correction du programme vis-à-vis de ses synchronisations. La synthèse partielle d'expressions explicites du contrÔle se traduit en une forêt d'arbres d'horloges, dont les racines sont éventuellement arguments de contraintes non résolues, et les noeuds internes des expressions explicites. Cette représentation sous forme de forêt d'arbres d'horloges (événements) correspond au format <small>DC+</small>. Pour ce <em>calcul d'horloges,</em> nous avons développé une structure hiérarchique de <small>BDD</small> qui s'avère très performante ; nous utilisons actuellement le package <small>BDD</small> de Berkeley.</li> <li> <i class="sans">des transformations inter-formats</i> définies dans le cadre du projet Sacres. Ces transformations, décrites d'abord sur le format <small>DC+</small>, sur les différents niveaux de sous-formats ayant été identifiés, s'appliquent sur la forme interne d'un programme Signal (<small>GHDC</small>). Les différents sous-formats caractérisent une forme particulière du <small>GHDC</small>. <p>Ainsi, le sous-format b<small>DC+</small> (pour «boolean <small>DC+</small>»), dans lequel les horloges, représentées comme des flots booléens, sont organisées en une hiérarchie pour laquelle il existe une horloge maîtresse, est le point d'entrée adéquat pour des outils s'appuyant sur la hiérarchie des horloges, comme par exemple des générateurs de code.</p> <p>Le sous-format sb<small>DC+</small> (pour «sequentialized boolean <small>DC+</small>») est le format d'entrée effectif des générateurs de code. Il est produit pour les programmes (b<small>DC+</small>) sans cycles et sans contraintes. Un code sb<small>DC+</small> est une liste de noeuds ordonnés selon les dépendances implicites et explicites du programme Signal-<small>DC+</small>. Ceci permet d'écrire de nouveaux générateurs de code sans avoir à parcourir le graphe du programme.</p> <p>Le sous-format <small>STS</small> (pour «Symbolic Transition Systems») de b<small>DC+</small>, dans lequel la hiérarchie des horloges est plate (le statut présent/absent d'un signal est défini à tout instant par un booléen), est utilisé en entrée d'outils de vérification.</p> <p>Le sous-format <small>DC</small> est un sous-format mono-horloge de <small>STS</small>.</p> <p>Les transformations inter-formats, <small>DC+</small>  <span class="MATH"><img width="15" height="9" align= "bottom" border="0" src="img3.png" alt= "$ \rightarrow$" />  </span>b<small>DC+</small>, b<small>DC+</small>  <span class="MATH"><img width="15" height="9" align= "bottom" border="0" src="img3.png" alt= "$ \rightarrow$" />  </span><small>SBDC+</small>, b<small>DC+</small>  <span class="MATH"><img width="15" height="9" align= "bottom" border="0" src="img3.png" alt= "$ \rightarrow$" />  </span><small>STS</small> et <small>STS</small>  <span class="MATH"><img width="15" height="9" align= "bottom" border="0" src="img3.png" alt= "$ \rightarrow$" />  </span><small>DC</small> sont des fonctionnalités de l'environnement. Elles sont appliquées selon l'objectif de la compilation.</p> </li> <li> <i class="sans">de l'application du principe de substitution du langage.</i> On peut citer : <ul> <li>la transformation des booléens (opérateur logiques et relationnels) en événements ; cette opération peut être utile au calcul d'horloges afin de prouver des équivalences ;</li> <li>la suppression des renommages (équations de définition triviales) ;</li> <li>l'unification des signaux définis par la même expression ;</li> <li>la substitution des signaux référencés au plus <span class="MATH"><i>N</i></span> fois dans le programme (<span class="MATH"><i>N</i></span> étant un paramètre de compilation), par leur expression de définition.</li> </ul> </li> <li> <i class="sans">des opérations de partitionnement de graphe,</i> qui produisent un graphe constitué de noeuds représentant eux-mêmes des graphes. On peut citer : <ul> <li>la séparation contrÔle/calculs, qui consiste à séparer la partie contrÔle de l'application de la partie calcul.</li> <li>la séparation état/reste, qui consiste à séparer la partie état du programme du reste de l'application.</li> <li>le calcul de lignées sur entrées, qui consiste à partitionner un graphe selon le critère qualitatif suivant : deux noeuds sont éléments de la même lignée sur entrée si et seulement s'ils sont précédés du même sous-ensemble d'entrées. Ce partitionnement est à la base d'un nouveau schéma de génération de code séquentiel : une lignée peut être exécutée de manière atomique dès que ses entrées sont disponibles.</li> <li>la répartition de programmes, qui se base sur l'utilisation de <em>pragmas</em> pour l'affectation des noeuds à des unités de calcul.</li> </ul> </li> <li> <i class="sans">des calculs systèmes</i> suivants : <ul> <li>la synthèse d'interface, dont le but est l'extraction d'éléments de la représentation interne en vue de la compilation séparée de programmes Signal. Cette opération consiste en le calcul de la fermeture transitive du graphe réduite aux entrées/sorties du processus compilé.</li> <li>le <em>retiming,</em> qui consiste en la réécriture de toute fonction synchrone construite sur les expressions de retard afin d'une part, de faire apparaître des variables d'état booléennes et d'autre part, de réduire le nombre des variables d'état.</li> </ul> </li> </ul> <h5><a name="SECTION00051013000000000000" id= "SECTION00051013000000000000">Production de code</a></h5> <p>Cet ensemble est constitué :</p> <ul> <li><i class="sans">de la génération de code séquentiel,</i> qui passe par un tri topologique du graphe et qui produit du code Cou c++ ;</li> <li><i class="sans">de la restitution de source Signal,</i> qui fournit à l'utilisateur le <small>GHDC</small> sous la forme d'un nouveau programme Signal faisant apparaître la hiérarchie obtenue et les synchronisations calculées. La restitution du source peut également être effectuée en partant d'une représentation sous forme d'arbre de syntaxe abstraite.</li> <li><i class="sans">de la restitution de source <small>DC+</small></i>, ceci afin de pouvoir se connecter aux outils disponibles autour du format.</li> <li><i class="sans">de l'interfaçage avec des systèmes de preuves ;</i> actuellement la connexion avec l'outil Sigali est réalisée dans le but d'étudier les propriétés dynamiques des programmes (décompilateur  <span class="MATH"><b>Z</b>/3<b>Z</b></span>).</li> <li><i class="sans">les calculs d'architectures ;</i> actuellement la connexion avec l'outil Syndex est réalisée. L'outil Syndex (Y. Sorel, projet Sosso à Rocquencourt) permet d'effectuer une implantation optimisée sous contraintes temps réel sur une architecture multi-processeur.</li> </ul> <h4><a name="SECTION00051020000000000000" id= "SECTION00051020000000000000">Diffusion du logiciel</a></h4><br /> <p>La version commerciale de Signal est vendue par <small>TNI</small> sous la forme de l'environnement Sildex. La version Inria de Signal qui jusqu'à cette année pouvait être obtenue dans le cadre d'une convention de mise à disposition gratuite signée pour un an renouvelable sera bientÔt accessible sur le site Web du projet <small>EP-ATR</small> en accès libre.</p> <p>Signal est actuellement mis à disposition dans des écoles ou universités (Ubo, <small>IUP</small> de Lorient, université de Nantes Irin, Supelec, Oil & Gas University of Ploiesti -- Pologne, University of Victoria -- Canada, University of Michigan -- <small>USA</small>, Mecaprom -- Mexique), et chez certains industriels pour des études ou évaluations particulières (<small>EDF</small>). Notre objectif est de fournir à court terme une distribution sous une licence de type logiciel libre.</p> </body>