Un futuro embebido para las
arquitecturas de Sistemas
Distribuidos
Recientes avances en arquitecturas de
sistemas distribuidos, proveen
soluciones a varios desafíos presentes
en sistemas embebidos
Introducción

Unidades de procesamiento mas potentes y
multipropósito
Three symmetrical
cores running at
3.2 GHz each
Two hardware
threads per core
VMX-128 vector
unit per core
1 MB L2 cache
• Conversor D/A: 12 bits, 108 MHz
• Optimización de la imagen: Escaneo
progresivo, Sobremuestreo de video, Alta
definición (720p,1080i, 1080p), Smart
Picture, Realce visual
• Conversor D/A: 24 bits, 192 kHz
• Respuesta de frecuencia: 30-20000 Hz
• Relación señal / ruido: 90
• Distorsión y ruido (1 kHz): 65 dB
•Cruce (1kHz): 70 dB
• Rango dinámico (1 kHz): 80 dB
• Sistema de sonido: Dolby Digital
Introducción

Crecimiento en la interconexión de
los sistemas
Introducción

Aunque las aplicaciones para los sistemas
industriales y los consumidores comunes son
muy diferentes, los requerimientos son muy
similares.
Sistemas operativos distribuidos
SURGIMIENTO
Ejecución paralela de procesos
 Transacciones confiables
 Comportamiento de Tiempo Real

Sistema operativos distribuidos
generales

Tradicionalmente, formados por
elementos homogéneos, sobre
mecanismos de hardware y software
especializados.
Sistema operativos distribuidos
generales


Característica esencial: aparentar ser
un solo sistema, al ser visto desde
afuera.
Sin embargo esta compuesto por
varios elementos.
Sistema operativos distribuidos de
Tiempo Real


Los sistemas en tiempo real enfatizan en
la predictibilidad, confiabilidad y en los
requerimientos de tiempo.
Muchos de los sistemas en TR, están
diseñados para trabajar como sistemas
operativos distribuido, pero no se suele
aprovechar esta característica.
Sistema operativos distribuidos de
Tiempo Real – Ej: QNX


Es un sistema operativo de TR, que
soporta comunicación por mensajes, sobre
un protocolo que corre sobre Ethernet,
puerto serie o una conexión TCP/IP.
Sin embargo es necesario que todos los
nodos corran QNX para implementarlo.
Sistema operativos distribuidos de
Tiempo Real

Como generalmente no es posible o
deseado que todos los nodos utilicen
QNX se utilizan protocolos ya
establecidos y abiertos como ser
TCP/IP SOCKETS
MIDDLEWARE

Capa de abstracción entre las
aplicaciones y el sistema operativo.
Requerimientos del MIDDLEWARE
Comunicaciones de red
 Coordinación
 Confiabilidad
 Escalabilidad
 Heterogeneidad

COMIENZO
Proveía servicios básicos
como transacciones e
intercambio de mensajes
HOY EN DÍA
Provee modelos avanzados
de computación distribuida
con orientación a objetos
MIDDLEWARE EN USO

CORBA

COM/OPC

INDUSTRIAL IT
GRID


Todos los recursos de un número
indeterminado de computadoras son
englobados para ser tratados como un
único superordenador de manera
transparente.
Estas computadoras englobadas no están
enlazadas firmemente, no tienen por qué
estar en el mismo lugar geográfico. Se
puede tomar como ejemplo el proyecto
[email protected]
GRID - [email protected]
"Search for Extraterrestrial Intelligence“


Es un experimento científico que utiliza
ordenadores conectados a Internet para la
búsqueda de inteligencia extraterrestre.
Los usuarios deben descargar un programa
gratis y voluntario de la página de la Universidad
de Berkeley que consiste en un salvapantallas
que analiza las señales en los tiempos que el
procesador no utiliza recursos.
Uso de Sistemas Distribuidos
Requerimientos de Procesamiento



Los sistemas embebidos son implementados con la mínima
cantidad de recursos posibles
Middleware y los SO distribuidos requieren un procesamiento
extra y comunicación.
LOS MICROCONTROLADORES Y LAS COMPUTADORAS
INDUSTRIALES SON CADA VEZ MÁS POTENTES.
Hoy en día muchos μC tienen
incluido un stack TCP/IP,
soportan múltiples hilos y
satisfacen los requerimientos
necesarios para cómputo
distribuido
Uso de Sistemas Distribuidos
Requerimientos de Tiempo Real
FOCO DEL CÓMPUTO
DISTRIBUIDO Y
EN PARALELO

Brindar el mejor servicio
maximizando el
rendimiento.
FOCO DE SISTEMAS DE
TIEMPO REAL

Predictibilidad y
determinismo,
requerimientos de tiempo.
Middleware no se ha focalizado en los requerimientos de los sist de TR.
Recientemente se ha emprendido un esfuerzo para mejorar las
propiedades de tiempo real y soporte de QoS en sistemas Middleware.
Esta investigación es llevada a cabo por la necesidad de Streaming
Multimedia, como por ejemplo Videoconferencias y aplicaciones VoIP.
Uso de Sistemas Distribuidos
Requerimientos de Seguridad
Se hace más evidente en los años
recientes
 Juega un rol fundamental en los SD

Uso de Sistemas Distribuidos
Requerimientos de Seguridad

CONTROL DE ACCESO
Basado en código
• Permiso a nivel de código

RBAC
• Permisos según el usuario
• Importante en grandes SD
Son necesarios métodos generales y universales
para proveer autorización y autentificación en todos
los niveles de la arquitectura distribuida
Uso de Sistemas Distribuidos
Requerimientos de Seguridad
Se suele confiar en una PKI
 Comunicación segura

• Secure Socket Layer (SSL)
• Transport Level Security (TSL)

Seguridad en GRIDs
• Globus ToolKit da soporte de seguridad
basada en mensajes y en transporte
Uso de Sistemas Distribuidos
El futuro para los sistemas DRE
Se utilizan diferentes tecnologías
propietarias para construirlos
 Gran vida útil

Se incrementa la dificultad para adaptar y mantener
los DRE usando el diseño tradicional de software
Uso de Sistemas Distribuidos
El futuro para los sistemas DRE
Model Driven Middleware (MDM)
 Es un paradigma de software
 Creada para ayudar a diseñar e
integrar sistemas DRE
CONCLUSIONES

Los sistemas RE, cada vez son mas
potentes, esto permite soportar
arquitecturas distribuidas logrando:
• Tolerancia a fallos
• Distribución de cargas
CONCLUSIONES

Las seguridad debe ser manejada
concretamente en todos los niveles e
idealmente debería convenirse una
plataforma en común.
CONCLUSIONES
El autor ve la necesidad de realizar
investigaciones mas profundas hacia
estándares adoptados
mundialmente, para alcanzar la
visión de sistemas distribuidos
cooperativos.
 Actualmente no existen Middlewares
o sistemas operativos distribuidos,
con capacidad de que esto suceda.

BIBLIOGRAFÍA


“An Embedded Future for Distributed
System Architectures” – Trygve
Lunheim, Amund Skavhaug
http://setiathome.ssl.berkeley.edu/
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