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Présentation générale et objectifs

L'objectif général du projet est de contribuer au développement de méthodes et de logiciels pour la conception et la mise en oeuvre d'applications enfouies, en particulier dans le domaine du temps réel. Ces travaux, initiés avec le soutien du Cnet, sont conduits en relation étroite avec différents secteurs applicatifs, tant pour l'expérimentation en aval que pour l'enrichissement de la problématique en amont.

Les systèmes considérés vont des plus petits (ASIC s par exemple en électronique ou dans les automatismes) aux plus grands (avionique, énergie, télécommunications, militaire). Ils sont souvent critiques en terme de sûreté, leur comportement temporel est souvent complexe ; ils s'exécutent sur des architectures diverses (circuits intégrés, architectures distribuées, architectures tolérantes aux fautes, etc.).

Les contributions du projet reposent sur le modèle flots de données synchronisés sur lequel est construit le langage SIGNAL. SIGNAL est un langage équationnel, pourvu d'une interface graphique de type bloc-diagramme. Les programmes SIGNAL peuvent subir de profondes transformations syntaxiques et architecturales préservant leur sémantique, c'est-à-dire garantissant l'équivalence. Une application peut donc être spécifiée et décrite avec une structure appropriée, puis transformée pour son exécution sur une architecture cible logicielle ou matérielle particulière. Enfin, il est possible de vérifier formellement des propriétés à toutes les phases de la conception, tant en ce qui concerne le contrôle (synchronisation et logique) que les chemins de données.

Le schéma méthodologique que nous proposons pour la conception d'applications temps réel est alors le suivant :

• conception, spécification et test de l'application indépendamment de l'architecture cible, grâce à l'hypothèse de synchronisme ;
• affinement progressif vers l'implémentation basé sur des simulations/vérifications à différents niveaux ; à cette étape, la cible est une architecture logicielle pouvant être vérifiée et évaluée ; cette étape peut être complètement réalisée à l'aide de SIGNAL ;
• implantation effective du schéma d'exécution obtenu sur des architectures éventuellement asynchrones et distribuées, en relâchant au besoin l'hypothèse de synchronisme, tout en garantissant une implémentation correcte ;
• génération de composants matériels ou de composants hybrides matériels/logiciels ; à cette fin, SIGNAL peut être utilisé conjointement à un langage de description de matériel.

Cette méthodologie permet d'aborder des problèmes de conception conjointe logiciel/(matériel ou logiciel) dans un cadre mathématique homogène.

De manière plus générale, cette méthodologie, centrée sur le langage SIGNAL, peut être élargie à un cadre multi-formalisme, pourvu que des concepts sémantiques communs soient dégagés. Un effort très important a été entrepris en ce sens dans le projet européen Sacres, où les formalismes STATECHARTS et Timing Diagrams sont utilisés, conjointement à SIGNAL.

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