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Theses Year : 2014

Evaluation and temporal validation of avionic systems

Evaluation et validation des systèmes distribués avioniques

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Abstract

Avionics systems are subject to hard real-time constrainst and criticality. To certify these systems, it is neccessaryto compute the upper bound of the end-to-end delay of each message transmitted in the network. In this thesis,we mainly focus on civils avionics systems that use AFDX (Avionics Full Duplex Switched Ethernet) networkand that has been introduced in the Airbus A380 architecture.In this context, we focus in the computation of the end-to-end delays of messages crossing the network. Amongthe existing methods, we interested in the trajectory approach precedently proposed by researchers. The goal ofthis method is to compute end-to-end delay upper bounds of messages in the nodes of AFDX network. As a firstcontribution, we prove that the end-to-end delays computed by this method can be optimistic. This means thatwithout any modification, it cannot be used to validate transmission end-to-end delays for the AFDX. Despitethe identification of these optimistic problems in the trajectory approach, a solution to remove them seems notto be simple from our point of view. Hence, as a second contribution, we propose a new approach to computethese delays based on the characterization of the worst-case traffic encountered by a packet on each crossednode.
Les systèmes avioniques sont soumis à de fortes contraintes de criticité et de temps réel. Pour certifier de telssystèmes, il est nécessaire de calculer une borne supérieure du délai de bout en bout de chaque message transmisdans le réseau. Cette thèse se focalise principalement sur l'étude des systèmes avioniques civils utilisant le réseauAFDX (Avionics Full Duplex Switched Ethernet), qui a été par exemple introduit dans l'architecture de l'AirbusA380.Dans ce contexte, nous nous sommes focalisés sur le calcul des délais de bout en bout des messages circulant dansle réseau. Parmi les méthodes existantes, nous nous sommes intéressés à la méthode des trajectoires proposéedans la littérature. Cette méthode permet de calculer des bornes supérieures du temps de traversée des messagesdans les noeuds d'un réseau AFDX. Notre première contribution a été de démontrer que cette méthode peutcalculer des délais bout en bout optimistes. Cette méthode ne peut donc pas sans modification être utilisée pourvalider les délais de bout en bout des messages transmis dans l'AFDX. Malgré l'identification des problèmes ausein de la méthode des trajectoires, il ne nous apparaît pas simple d'apporter une correction aux problèmes misen évidence. Dans un deuxième temps, nous avons proposé une nouvelle approche pour calculer ces délais quirepose sur la caractérisation pire cas du trafic que peut rencontrer un paquet, sur chaque noeud.
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Dates and versions

tel-01127020 , version 1 (06-03-2015)

Identifiers

  • HAL Id : tel-01127020 , version 1

Cite

Georges Arnaud Kemayo. Evaluation et validation des systèmes distribués avioniques. Autre [cs.OH]. ISAE-ENSMA Ecole Nationale Supérieure de Mécanique et d'Aérotechique - Poitiers, 2014. Français. ⟨NNT : 2014ESMA0010⟩. ⟨tel-01127020⟩
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