La plateforme BIP

Développement et analyse de systèmes embarqués critiques temps-réel

Domain d’application

Le contrôle logiciel de systèmes critiques… Transport (automobile, avionique, etc.) Robotique Appareils médicaux

…doit satisfaire des propriétés de sûreté Absence d’interblocages

BIP permet Le développement d’applications correctes par construction L’analyse d’applications existantes

Maîtriser le parallélisme

Les systèmes parallèles sont difficiles à concevoir et à vérifier Cause : explosion combinatoire de l’espace d’états

Solution : approche compositionnelle… Composants atomiques séquentielles Colle – coordination sans ajout de comportement

…avec BIP Synthèse de la couche de coordination Garanties par construction Analyse indépendante des composants et de la colle

Qu’est-ce qu’est BIP ? Langage formel de modélisation par composants

Langage de coordination pour le C

Outils d’analyse et de transformation Analyse de propriétés de sûreté (absence d’interblocages – D-Finder) Optimisation de performances sous des contraintes architecturales Analyse fonctionnelle et non-fonctionnelle

Chaîne de compilation Parseur, générateur de code Noyau de simulation Exécution sur des plateformes

multi-cœur et distribuées

Pourquoi utiliser BIP ?

Expressivité Tout type de coordination sans ajout de comportement Construction par intégration des fonctions élémentaires

Généralité Compatible avec différentes modèles de programmation

Flots de données synchrones Mémoire partagée Envoi de messages

Garanties par construction Synthèse de colle Transformations source-to-source

Optimisation de performances sous des contraintes architecturales Génération automatique de modèles distribués

Comment utiliser BIP ?

Conception compositionnelle Maîtrise de complexité Réutilisation de composants Implémentation correcte par construction

centralisé, multi-cœur, distribué

Modélisation et analyse Simulation et/ou vérification SW/HW co-design

Componentisation de code existant Refactorisation de code

Possibilité d’externalisation

Conception compositionnelle

•Conception des composants dans un formalisme existant

Transformation dans BIP

•Modèle BIP de l’application

•Architecture matérielle

•Placement

Transformation de modèle •Modèle BIP du

système•Protocol de communication

Transformation de modèle

•Modèle BIP du système distribué

Génération de code •Code C++ généré

Simulation et exécution

Modèles & information au différents étapes de conception Bleu clair – fournis par le concepteur Noir – générés par des outils de transformation

Transformation dans BIP réalisée par « l’usine aux langages » – un jeu d’outils de transformation à partir de formalismes existants Lustre, MATLAB/Simulink, AADL, DOL, GeNoM

Analyse d’interblocages

Optimisation de performances

Modélisation et analyse

D-Finder – un outil d’analyse de propriétés de sûreté dans BIP Détection compositionnelle et incrémentale d’interblocages

Performant, y compris sur des modèles de très grande taille La courbe rouge dans le graphe montre le temps d’analyse par D-Finder pour le

« Dîner des Philosophes ».

Componentisation

Robot autonome Dala développé au LAAS (Toulouse) http://homepages.laas.fr/matthieu/robots/dala.shtml

Couche contrôle : ~300 000 lignes de code initial Componentisation Vérification des propriétés de sûreté Génération de code

Le projet MARAE distingué par FNRAE Fondation de Recherche pour l’Aéronautique et l’Espace

EADS, Safran, Thalès, … http://www.ujf-grenoble.fr/1274965794187/0/fiche___actualite/

Quels bénéfices ?

Analyse Réduction de coûts V&V Aide à la qualification et certification

Développement Méthodologie de développement appuyé par des résultats théoriques Réduction du cycle de développement (meilleur time-to-market) Déplacement de l’effort sur les problématiques métier

Componentisation Simplification et de la base de code et élimination de bugs Réutilisation des composants à travers l’entreprise Facilité de coordination avec partenaires extérieurs

Contacts

Joseph Sifakis Joseph.Sifakis@imag.fr

Simon Bliudze Simon.Bliudze@cea.fr

Page web de la plateforme http://www-verimag.imag.fr/BIP,196.html