Atividade Prática Sistemas Embarcados

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Atividade Prática da Disciplina:
Sistemas Embarcados
Aluna: Carla Patrícia Pereira da Silveira Marques – RU: 1904552
Uninter – Polo de Joinville
OBJETIVO 
Este trabalho visa enriquecer seu conhecimento no assunto de Sistemas Operacionais de Tempo Real, assunto estre de suma importância no desenvolvimento de sistemas embarcados. 
Exercício 1: 
Explique com suas palavras a importância de uso de um RTOS em uma aplicação embarcada. Devemos sempre usar um RTOS? Quais as vantagens e desvantagens de uso de um RTOS?
Resposta:
É um importante mecanismo de controle de execução e do comportamento de um software, onde gerencia os recursos e atua em situações em que o tempo é essencial no funcionamento de toda a aplicação. Os RTOS devem ser usados em uma aplicação onde o tempo de resposta será mais importante do que a execução de centenas tarefas. Suas vantagens são: Gerenciamento de tempo; otimização do desenvolvimento de software; melhor sincronização e robustez; e gerenciamento de recursos.
Exercício 2: 
Descreva o que é a pilha de um processador e qual sua utilidade para a concepção de um sistema que possui múltiplos fluxos de execução. Note que em um sistema tradicional, baseado em superlaço, existem múltiplos fluxos de execução concorrentes devido às rotinas de tratamento de interrupções.
Resposta:
É uma memória designada para armazenamento de informações de execução, sub-rotinas em uma execução da máquina, tem como utilidade o gerenciamento de tarefas, os núcleos utilizam uma estrutura de dados denominadas bloco de controle de tarefas. 
Exercício 3: 
Considerando que duas tarefas utilizam uma mesma função, a qual é não reentrante, sugira, pelo menos, uma solução para evitar a corrupção dos dados quando utilizando um: 
a) Núcleo não preemptivo; 
Resposta: Conhecidos como núcleos cooperativos, este núcleo requer que cada tarefa desista explicitamente do controle do processador para que outra tarefa seja executada, sendo assim suas tarefas devem cooperar para que todas tenham acesso ao processador. Para evitar a corrupção de dados é utilizada a baixa tensão latência das interrupções, é o intervalo de tempo entre a ocorrência da interrupção do hardware e a execução da primeira instrução da rotina de tratamento.
b) Núcleo preemptivo; 
Resposta: As tarefas podem perder o processador a qualquer momento, a cada interrupção o sistema pode reavaliar as tarefas contidas na fila e decidir se substituiu ou não a tarefa que está sendo executada. Para evitar a corrupção dos dados nesse núcleo, utiliza-se as seções criticas de código, por meio da desabilitação de interrupções.
Exercício 4: 
Descreva com suas palavras a finalidade do bloco de controle de tarefa (TCB) no RTOS. Tipicamente, que informações são contidas no TCB? Qual a diferença de TCB e contexto de uma tarefa?
Resposta:
Finalidade de controlar as várias tarefas que utilizam o processador com uma estrutura de dados para representa-la.
Suas informações contidas no TCB são: localização e tamanho da memória; prioridade; contexto da execução; estado relativo do processador e nome da tarefa.
Contexto de tarefa é o agrupamento mínimo de dados usados na tarefa, a principal diferença são as informações contidas e os campos de sua estrutura.
Exercício 5: 
Explique o que ocorre em um processador quando uma interrupção ocorre. Qual o papel da pilha nesse processo? Por que o alinhamento de interrupções deve ser controlado por um núcleo preemptivo?
Resposta:
Quando ocorre uma interrupção o processador desabilita todas as interrupções de mesma prioridade e de prioridades menores, esse método varia entre diversos processadores. Seu papel é apontar o último local que é seguro alocar variáveis locais ou realizar chamadas de função, também permite a redução do consumo de memória. O sistema pode reavaliar as tarefas contidas na fila de tarefas prontas e decidir se substituir ou não a tarefa em execução, por isso deve ser controlada por um núcleo preemptivo.