Logiciels

Environnement de programmation Signal

Contact : Patricia Bournai

Résumé : Le développement d'un environnement de programmation Signal, construit à l'Irisa selon des techniques de conception modulaires, répond à trois objectifs :

a)

il nous permet d'étudier des extensions sémantiques ou algorithmiques du modèle synchrone;

b)

il nous permet de mieux comprendre les applications et de dégager ainsi des problématiques nouvelles;

c)

il est diffusé à des fins d'expérimentation et d'enseignement dans des laboratoires pour lesquels la version commerciale Sildex ne convient pas.

L'environnement de programmation Signal se compose d'un compilateur et d'un éditeur graphique orienté blocs-diagrammes. L'éditeur de Signal permet à l'utilisateur de construire ses programmes sous forme à la fois textuelle et graphique. L'existence de cet éditeur est un vecteur majeur pour la diffusion.

Le compilateur et l'éditeur graphique sont écrits en C Ansi et sont disponibles sous les systèmes SunOS 4.1 et Solaris 2.5. La même version du compilateur est également disponible sous Windows 95 et Windows NT.

Environnement de compilation

Un programme Signal est représenté de façon interne par un graphe hiérarchisé qui constitue donc la structure principale de l'environnement. On peut distinguer :

un ensemble de traitements frontaux qui produisent un graphe hiérarchisé à partir d'un source Signal (ou DC+),
un ensemble de transformations qui restituent un graphe hiérarchisé; ceci constitue le coeur du compilateur,
un ensemble de traitements «dorsaux» qui produisent les sources d'autres outils.

Traitements frontaux.

L'ensemble de traitements pour la production du graphe hiérarchisé est constitué :

de l'analyse syntaxique et contextuelle, qui fournit la représentation interne d'un programme source, Signal ou DC+, sous forme d'un arbre de syntaxe abstraite;
de la production de graphe, qui associe à tout programme un graphe caractérisé par un système d'équations d'horloges. À ce stade, aucune vérification sur le système d'équations ni sur le graphe (cycles...) n'est effectuée.

Transformations du graphe.

L'ensemble de traitements qui transforment le graphe hiérarchisé est constitué :

de la compilation, dont le rôle principal est de triangulariser le système d'équations d'horloges et de détecter la présence de cycles de dépendances de données. Cette transformation permet la vérification partielle de la correction du programme vis-à-vis de ses synchronisations. La synthèse partielle d'expressions explicites du contrôle se traduit en une forêt d'arbres d'horloges, dont les racines sont éventuellement arguments de contraintes non résolues et les noeuds internes des expressions explicites. Pour ce calcul d'horloges, nous avons développé une structure hiérarchique de BDD qui s'avère très performante; nous utilisons actuellement le package BDD de Berkeley.
des opérations de partitionnement de graphe, qui produisent un graphe constitué de noeuds représentant eux-mêmes des graphes. On peut citer :
- la séparation du contrôle et des calculs, qui consiste à séparer la partie contrôle de l'application de la partie calcul.
- le calcul de lignées sur entrées, qui consiste à partitionner un graphe selon le critère qualitatif suivant : deux noeuds sont éléments de la même lignée sur entrée si et seulement s'ils sont précédés du même sous-ensemble d'entrées. Ce partitionnement est à la base d'un nouveau schéma de génération de code séquentiel : une lignée peut être exécutée de manière atomique dès que ses entrées sont disponibles.
- la répartition de programmes, qui se base sur l'utilisation de pragmas pour l'affectation des noeuds à des unités de calcul.
des calculs systèmes suivants :
- la synthèse d'interface, dont le but est l'extraction d'éléments de la représentation interne en vue de la compilation séparée de programmes Signal. Cette opération consiste en le calcul de la fermeture transitive du graphe réduite aux entrées/sorties du processus compilé.
- le retiming, qui consiste en la réécriture de toute fonction synchrone construite sur les expressions de retard afin d'une part, de faire apparaître des variables d'état booléennes et d'autre part, de réduire le nombre des variables d'état.

Traitements dorsaux.

L'ensemble de traitements dorsaux est constitué :

de la génération de code séquentiel, qui passe par un tri topologique du graphe et qui produit du code C;
de la restitution de source, qui fournit à l'utilisateur le graphe hiérarchisé sous la forme d'un nouveau programme Signal faisant apparaître la hiérarchie obtenue et les synchronisations calculées. La restitution du source peut également être effectuée en partant d'une représentation sous forme d'arbre de syntaxe abstraite.
de l'interfaçage avec des systèmes de preuves; actuellement la connexion avec l'outil Sigali est réalisée dans le but d'étudier les propriétés dynamiques des programmes.
les calculs d'architectures; actuellement la connexion avec l'outil SynDEx est réalisée. L'outil SynDEx permet d'effectuer une implantation optimisée sous contraintes temps réel sur une architecture multi-processeur.

Un travail important de restructuration du logiciel est actuellement entrepris en vue de la connexion à la machine virtuelle développée autour du format DC+.

La version Inria de Signal n'est pas diffusée par ftp anonyme mais peut, lorsque des raisons spécifiques justifient son emploi plutôt que celui de la version commerciale vendue par TNI (Sildex), être obtenue dans le cadre d'une convention de mise à disposition signée pour un an renouvelable. Au terme de cette mise à disposition, un rapport d'utilisation est demandé par l'Inria.

Signal est actuellement mis à disposition dans des écoles ou universités (UBO, IUP de Lorient, université de Nantes Irin, Supelec, Oil & Gas University of Ploiesti -- Pologne), et chez certains industriels pour des études ou évaluations particulières (Alcatel, Steria, EDF).

Des mises à disposition communes Signal-SynDEx peuvent également être effectuées (Y. Sorel, projet Sosso à Rocquencourt). Cela a été le cas cette année pour les Ensam de Paris, Aix-en-Provence et Cluny, et le Spiiras de St-Petersbourg.

Sigali

Contact : Michel Le Borgne

Résumé : Sigali est un système de calcul formel permettant la vérification de propriétés de programmes Signal.

Sigali est un système de calcul formel interactif spécialisé dans les calculs algébriques sur l'anneau $\mathbb{Z}/3\mathbb{Z}[X]$ .Il est destiné à la vérification des propriétés statiques et dynamiques de programmes Signal et plus généralement de tout système dynamique polynomial dans $\mathbb{Z}/3\mathbb{Z}[X]$ .Il permet également la synthèse de contrôleurs de systèmes à événements discrets. L'adjonction de primitives de création et de manipulation de fonctions à valeurs entières autorise les calculs de commande optimale.

Sigali est un logiciel déposé à l'APP. Comme pour l'environnement Signal, Sigali peut être obtenu après signature d'une convention de mise à disposition.

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