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Il nuovo standard tecnico FACE richiede la capacità di eseguire un’applicazione su più core nei sistemi di elaborazione di tipo multicore.
Green Hills Software (www.ghs.com) ha annunciato di aver ottenuto la certificazione di conformità del sistema operativo in tempo reale (RTOS) INTEGRITY-178 tuMP (Time-Variant Unified Multi Processing) secondo lo standard tecnico FACE (Future Airborne Capability Environment) edizione 3.0. La certificazione riguarda sia il profilo Safety Base che il profilo Security. Il sistema operativo RTOS INTEGRITY-178 tuMP è il primo componente software in assoluto ad essere certificato secondo l’edizione 3.0 dello standard, il che evidenzia l’impegno di Green Hills Software nella certificazione dei propri prodotti in conformità ai principali standard aperti.
La versione 3.0 dello standard tecnico FACE rappresenta un importante miglioramento rispetto alla precedente versione 2.1.1, in quanto indirizza le modalità di utilizzo dei processori multicore in applicazioni critiche per la sicurezza. Lo standard tecnico richiede ora che qualsiasi segmento del sistema operativo (OSS) di cui si dichiara il supporto di partizioni multicore soddisfi la specifica ARINC-653 Parte 1 Supplemento 4, incluso il requisito di funzionamento multicore, come definito nella Sezione 2: “Più processi all’interno di una partizione schedulati per l’esecuzione simultanea su diversi core del processore.” Nelle specifiche ARINC-653 ogni applicazione è chiamata partizione e dispone di un proprio spazio di memorizzazione.
Il multiprocessing asimmetrico (AMP), l’architettura software più semplice in un sistema di tipo multicore, non è sufficiente per soddisfare i requisiti del supplemento 4. INTEGRITY-178 tuMP è l’unico sistema operativo certificato FACE che soddisfa i requisiti definiti nelle specifiche ARINC-653 Supplemento 4, e lo fa grazie a tecniche BMP (Bound Multi-Processing), AMP (Asymmetric Multi-Processing) e SMP (Symmetric Multi-Processing). Per definizione, BMP è una forma avanzata e ristretta di SMP in grado di associare staticamente i processi (ovvero i task) ARINC-653 di un’applicazione a un insieme specifico di core, consentendo all’architetto di sistema di controllare meglio il funzionamento simultaneo di più core. INTEGRITY-178 tuMP consente agli sviluppatori di sistemi di associare a un core i processi ARINC-653 di un’applicazione utilizzando un’API oppure il file di configurazione di sistema. Inoltre, INTEGRITY-178 tuMP soddisfa i requisiti ARINC-653 Parte 2 Supplemento 3 per l’elaborazione SMP.
“La capacità di eseguire un’applicazione su un core o gruppo di core assegnati all’utente in modo definito e partizionato nel tempo è necessaria per massimizzare le prestazioni e ridurre al minimo le dimensioni, il peso e la potenza, nel rispetto dei requisiti dell’IMA (Architettura Integrata Modulare)”, ha dichiarato Dan O’ Dowd, fondatore e amministratore delegato di Green Software Hills. “Il nostro RTOS multicore INTEGRITY-178 tuMP è stato progettato specificamente per gestire un multiprocessing completo, pur fornendo i mezzi per garantire l’effettiva modularità del sistema e il funzionamento deterministico necessario per raggiungere il massimo livello di affidabilità del progetto, il DO-178C A.”
INTEGRITY-178 tuMP supporta qualsiasi combinazione di tecniche di elaborazione AMP, SMP e BMP in modo partizionato nel tempo (secondo la tecnica tuMP, Time-Variant Unified Multi-Processing) su un processore multicore. Soddisfare i tempi di esecuzione nel caso peggiore (Worst-Case Execution Times, WCET), mentre più core sono in esecuzione contemporanea, può essere molto difficile a prescindere dalla scelta della tecnica AMP, SMP o BMP. La competizione di più core che tentano di accedere a una determinata risorsa condivisa, come una memoria o una risorsa di I/O, può creare interferenza tra i core. Le autorità di certificazione hanno sottolineato le loro preoccupazioni riguardo a tali interferenze includendo obiettivi di identificazione, mitigazione e verifica delle interferenze nel position paper CAST-32A. INTEGRITY-178 tuMP, un vero e proprio sistema operativo multicore IMA con alla spalle oltre 8 anni di successo sul mercato, include un completo scheduler multicore, nonché il supporto per l’allocazione della larghezza di banda e la gestione dell’accesso condiviso alle risorse del processore. La tecnica supportata di gestione della larghezza di banda emula un approccio hardware ad alta velocità per garantire un’allocazione costante. Queste funzionalità riducono notevolmente i rischi connessi all’integrazione e alla certificazione, consentendo nel contempo all’integratore di evitare i notevoli costi di ricertificazione del software in cui si incorre quando viene aggiunta o sostituita un’applicazione software. Senza le funzionalità del sistema operativo e il supporto alla gestione della larghezza di banda delle risorse multicore condivise, tali modifiche software richiederebbero l’analisi e la ricertificazione di tutte le altre potenziali applicazioni simultanee. Quando si considerano: (a) i rischi relativi allo sviluppo, integrazione e certificazione, (b) i requisiti di miglioria delle applicazioni e (c) gli obiettivi di sostenibilità a lungo termine dei sistemi, INTEGRITY-178 tuMP è la soluzione ideale come RTOS multicore ad alta affidabilità.
