Methods and tools for the compilation and software optimization of wireless embedded systems dedicated to applications

Andréea Chis 1
1 DNET - Dynamic Networks
Inria Grenoble - Rhône-Alpes, LIP - Laboratoire de l'Informatique du Parallélisme
Résumé : Les réseaux de capteurs communicants sont fortement contraints en ressources: calcul, mémoire et énergie. Dans ce contexte, une attention particulière doit être portée lors de la conception des application, des protocoles de communication et du système d'exploitation qui vont être exécutés sur les plateformes. Le but de cette thèse a été d'adapter les modèles de logiciels utilisés classiquement pour la programmation d'applications au domaine des réseaux de capteurs et de proposer des méthodes et outils permettant de construire une version adaptée du logiciel devant s'exécuter sur les cibles à partir d'un modèle de l'application. Une des composantes qui consomment le plus d'énergie d'un micro-capteur c'est son interface radio. Le comportement d'une couche MAC peut être exprimé comme un automate temporisé avec des états fixes (qui correspondent à des états spécifiques du dispositif physique) ou des états libres (dont le choix de mappage est laissé au programmeur). Le comportement d'un périphérique radio peut lui-même être exprimé comme un automate temporisé composé d'états transitoires (avec durée fixe de l'état) et non transitoires (avec une durée illimitée mais avec une contrainte de temps minimal à passer dans l'état). Le problème de mapper un état software libre de durée fixe sur un chemin dans l'automate du dispositif physique en minimisant l'énergie est prouvé NP-complète. Une heuristique permettant de mapper les états libres d'un automate correspondant à un protocole software sur des états ou chemins entre les états d'un dispositif physique est proposée. L'approche amène à des gains théoriques de 60% pour B-MAC- une couche MAC classique. Pour les 2 catégories de système d'exploitation dédiés à ce type d'applications (modèle à événements et modèle à threads), des squelettes de code sont générés. Adapté a Mantis OS, le squelette de code pour B-MAC confirme en simulation sur la plateforme Worldsens les gains théoriques. Des experimentations sur la plateforme réelle Senslab ont prouvé que l'optimisation en terme d'energie ne modifie pas les performances fonctionnelles du protocole.
Type de document :
Thèse
Embedded Systems. Ecole normale supérieure de lyon - ENS LYON, 2012. English
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Contributeur : Eric Fleury <>
Soumis le : mardi 25 décembre 2012 - 10:45:34
Dernière modification le : vendredi 20 avril 2018 - 15:44:26
Document(s) archivé(s) le : mardi 26 mars 2013 - 02:40:09

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Andréea Chis. Methods and tools for the compilation and software optimization of wireless embedded systems dedicated to applications. Embedded Systems. Ecole normale supérieure de lyon - ENS LYON, 2012. English. 〈tel-00768830〉

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