Description
Date depot: 1 janvier 1900
Titre: Ingénierie des modèles pour la conception de plates-formes temps-réel critiques avioniques
Directeur de thèse:
Laurent PAUTET (LTCI (EDMH))
Domaine scientifique: Sciences et technologies de l'information et de la communication
Thématique CNRS : Non defini
Resumé:
Ingénierie des modèles pour la conception de plates-formes
temps-réel critiques avioniques
Contexte
Au niveau industriel, l’industrie avionique est passé depuis plusieurs
années, avec l’avènement du programme A380 d’une architecture
avionique dite fédérée c’est à dire une architecture où chaque
calculateur est défini pour héberger une fonction dédiée, à une
architecture avionique intégrée c’est à dire une architecture où un
calculateur est capable d’héberger plusieurs fonctions. De là est né
le concept de l’IMA (Integrated Modular Avionique)
Ce concept d’IMA nous a permis de rationaliser l’électronique de bord
en ramenant de plusieurs dizaines (environ 37) à quelques unités (7),
les différents types de calculateurs embarqués nécessaires pour
exécuter l’ensemble des applications nécessaires à la gestion du vol.
Cette révolution, introduite avec le programme A380 côté AIRBUS ou
celui du 787 côté BOEING a donné naissance a l’IMA[1] de première
génération ou IMA1G et a continué avec le programme A350 dans lequel
ces 7 types de calculateurs différents ont en fait été ramenés à 2,
cette évolution étant toujours basé sur le concept d’IMA1G. Cette
évolution entre ces deux générations d’avion s’est également faite en
ajoutant entre les calculateurs et les senseurs ou actuateurs des
interfaces de regroupement appelées RDC pour Remote Data
Concentrateur.
Cette évolution va continuer pour s’orienter vers une architecture
de l’avionique de calcul centrée réseau en passant par une étape
intermédiaire appelée IMA2G permettant d’introduire de nouveaux
concepts d’architecture avionique.
THALES estime que ces évolutions d’architecture ne peuvent se faire
que si elles sont accompagnées par un processus outillé permettant à
l’utilisateur de disposer des outils nécessaires à la prédiction des
performances.
Télécom ParisTech consacre plusieurs thèses sur le domaine des
systèmes partitionnés s’appuyant sur l’IMA [6]. Notamment, Télécom
ParisTech est responsable de la rédaction de l’annexe ARINC653 pour le
langage AADL auprès du comité de standardisation. Définir une méthode
dirigée par les modèles permettant de produire l’architecture
matérielle nécessaire à la bonne exécution d’un système logiciel IMA
donné constitue à ses yeux une avancée scientifique tout à fait
intéressante.
Cette prédiction est critique durant les phases projets car elle va
permettre le dimensionnement de l’avionique calculateur qui devra être
embarquée afin de répondre aux exigences applicatives.
Problématique
Il existe actuellement des outils tels que ORCHESTRA ou ADVANCE VITAL
permettant, à partir d’exigences client, de réaliser des modélisations
fonctionnelles de ces dites exigences. Cette modélisation permet de
vérifier que la compréhension d’un sujet, et donc des besoins opéra-
tionnels, est bien partagée entre le donneur d’ordre et la ou les
personne(s) en charge de la réponse à cet appel d’offre.
Il existe également des outils dits « d’early validation » du logiciel
permettant de réaliser des pré-validations sur des simulateurs de
processeurs (tels que les outils proposés par VIRTUTECH [2]). Ces
outils ont comme inconvénients, premièrement de ne pas être temps
réel, deuxièmement de ne couvrir que l’aspect calcul et troisièmement
de ne pas permettre l’évaluation des performances requises au niveau
des calculateurs.
Le domaine d’excellence de THALES est la conception de plates-formes
de calcul. Ces platesformes sont généralement à concevoir tant sur
l’aspect matériel que logiciel. Elles sont interconnectées et
doivent répondre à des critères permettant de les « standardiser »
afin de réduire leur type de façon très significative. L’évolution
proposée à travers la troisième génération de l’IMA consiste à étendre
ce concept à des domaines non encore couverts par ce concept tels que
les commandes de vol, les commandes moteur, la gestion cabine, etc.
Le domaine que doit couvrir l’IMA s’élargit et les applications à
embarquer sont de plus en plus consommatrices de ressources tant
calcul que mémoires ou réseau, Les délais de mise à disposition des
équipements sont raccourcis et les « donneurs d’ordres » demandent à
disposer d’une plus grande maturité des équipements dès la phase dite
EIS ou entrée en service (Enter Into Service).
L’ensemble des ces éléments conduit THALES de façon naturelle à
analyser comment couvrir le domaine de « l’early validation » au
niveau architecture matérielle. Ce domaine de recherche, non couvert
au niveau outil et peu couvert actuellement par la littérature
scientifique, doit nous permettre de disposer d’une base de modèles
permettant, une fois l’architecture élaborée, d’une part de vérifier
la « compliance » de la réponse par rapport aux exigences dès les
phases les plus amonts de l’étude et d’autre part de nous engager sur
les performances de la plate-forme de calcul dès les phases d’appel
d’offre.
De plus, nous devons considérer que les exigences clients ne sont pas
des données im
Doctorant.e: Lafaye Michael