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Research on virtualisation technlogy for real-time reconfigurable systems / Étude des techniques de virtualisation pour des systèmes temps-réel et reconfigurables dynamiquement

Xia, Tian 05 July 2016 (has links)
Cette thèse porte sur l'élaboration d'un micro-noyau original de type hyperviseur, appelé Ker-ONE, permettant de gérer la virtualisation pour des systèmes embarqués sur des plateformes de type SoC et fournissant un environnement pour les machines virtuelles en temps réel. Nous avons simplifié l'architecture du micro-noyau en ne gardant que les caractéristiques essentielles requises pour la virtualisation, et fortement réduit la complexité de la conception du noyau. Sur cette base, nous avons mis en place un mécanisme capable de gérer des ressources reconfigurables dans un système supportant des machines virtuelles. Les accélérateurs matériels reconfigurables sont mappés en tant que dispositifs classiques dans chaque machine. Grâce à une gestion efficace de la mémoire dédiée, nous détectons automatiquement le besoins de ressources et permettons une allocation dynamique des ressources sur FPGA. Suite à diverses expériences et évaluations sur la plateforme Zynq-7000, combinant ARM et ressources FPGA, nous avons montré que Ker-ONE ne dégrade que très peu les performances en termes de temps d'exécution. Les surcoûts engendrés peuvent généralement être ignorés dans les applications réelles. Nous avons également étudié l'ordonnançabilité temps réel dans les machines virtuelles. Les résultats montrent que le respect de l'échéance des tâches temps réel est garanti. Nous avons également démontré que le noyau proposé est capable d'allouer des accélérateurs matériels très rapidement. / This thesis describes an original micro-kernel that manages virtualization and that provides an environment for real-time virtual machines. We have simplified the micro-kernel architecture by only keeping critical features required for virtualization, and massively reduced the kernel design complexity. Based on this micro-kernel, we have introduced a framework capable of DPR resource management in a virtual machine system. DPR accelerators are mapped as ordinary devices in each VM. Through dedicated memory management, our framework automatically detects the request for DPR resources and allocates them dynamically. According to various experiments and evaluations on the Zynq-7000 platform we have shown that Ker-ONE causes very low virtualization overheads, which can generally be ignored in real applications. We have also studied the real-time schedulability in virtual machines. The results show that RTOS tasks are guaranteed to be scheduled while meeting their intra-VM timing constraints. We have also demonstrated that the proposed framework is capable of virtual machine DPR allocation with low overhead.
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Validation d’architectures temps-réel pour la robotique autonome / Real-time architecture validation for autonomous robots

Gobillot, Nicolas 29 April 2016 (has links)
Un système robotique est un système complexe, à la fois d’un point de vue matériel et logiciel. Afin de simplifier la conception de ces machines, le développement est découpé en modules qui sont ensuite assemblés pour constituer le système complet. Cependant, la facilité de conception de ces systèmes est bien souvent contrebalancée par la complexité de leur mise en sécurité, à la fois d’un point de vue fonctionnel et temporel. Il existe des ensembles d’outils et de méthodes permettant l’étude d’ordonnançabilité d’un système logiciel à base de tâches. Ces outils permettent de vérifier qu’un système de tâches respecte ses contraintes temporelles. Cependant ces méthodes d’analyse considèrent les tâches comme des entités monolithiques, sans prendre en compte la structure interne des tâches, ce qui peut les rendre trop pessimistes et non adaptées à des applications robotiques. Cette étude consiste à prendre en compte la structure interne des tâches dans des méthodes d’analyse d’ordonnançabilité. Cette thèse montre que le découpage de tâches monolithiques permet d’améliorer la précision des analyses d’ordonnancement. De plus, les outils issus de ces travaux ont été expérimentés sur un cas d’application de robotique mobile autonome. / A robot is a complex system combining hardware and software parts. In order to simplify the robot design, the whole system is split in several separated modules. However, the complexity of the functional and temporal validation to improve the safety counterweights the robot design simplicity. We can find scheduling analysis tools for task-based software. These tools are used to check and validate the schedulability of the tasks involved in a software, run on a specific hardware. However, these methods considers the tasks as monolithic entities, without taking into account their internal structure. The resulting analyses may be too much pessimistic and therefore not applicable to robotic applications. In this work, we have modeled the internal structure of the tasks as state-machines and used these state-machines into the schedulability analysis in order to improve the analysis precision. Moreover, the tools developed during this work have been tested on real robotic use-cases.
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Caractérisation par imagerie en temps réel de cultures cellulaires hépatiques en biopuces microfluidiques / Characterization of liver cell culture in micro-fluidic biochips by a real time imaging analysis

Naudot, Marie 29 November 2013 (has links)
Le développement de méthodes alternatives à la culture in vivo pour l’évaluation de la toxicité des molécules chimiques s’est accéléré ces dernières années, l’objectif étant de limiter l’utilisation d’animaux. Préconisés par l’OCDE (Organisation de coopération et de développement économiques), ces modèles alternatifs visent à mimer les conditions physiologiques en employant des systèmes in vitro ou in silico. Parmi les différents systèmes développés, les biopuces microfluidiques ont prouvé leur contribution à l’amélioration des fonctions cellulaires, ce qui permet des études toxicologiques pertinentes. Les travaux de ce doctorat sont basés sur l’emploi de ces biopuces pour cultiver des hépatocytes (cellules du foie) et portent sur la mise au point d’une méthode d’analyse d’images issues de ces cultures sous microscope au cours du temps. L’acquisition d’images tout au long de l’expérience permet de suivre, après traitement, l’évolution et le comportement des cellules au contact de molécules chimiques et d’évaluer les réponses toxicologiques. Les premiers résultats de ces travaux ont permis l’amélioration du procédé de culture microfluidique adaptée au matériel d’acquisition d’images, la sélection de sondes fluorescentes, et le choix d’un algorithme de traitement des images sur CellProfiler. Cela nous a permis de quantifier et caractériser certaines fonctions biologiques au sein de la biopuce comme l’activité mitochondriale. Le potentiel de cet outil pour évaluer la toxicité de molécule a été testé grâce à l’emploi d’un toxique connu : la staurosporine. Les résultats obtenus ont révélé l’impact de la mise en culture en dynamique sur le comportement des hépatocytes, et la toxicité de la staurosporine visible en biopuce. / The development of alternative methods of in vivo cultures for the toxicological evaluation of chemical molecules has accelerated this last years, in order to limit the use of animals. Recommended by the OECD (Organisation for Economic Cooperation and Development), these alternative models are designed to mimic the physiological conditions using in vitro or in silico systems. Among the developed systems, microfluidic biochips have proven their contribution to the improvement of cellular functions, which allows relevant toxicological studies. This PhD thesis is based on the use of these biochips for hepatocytes culture and focus on the development of an analysis method for study these cultures under microscope over time using imaging. Image acquisition throughout the experiment enables to analyze, after image processing, the evolution and the behavior of cells in contact with chemical molecules and to evaluate toxicological responses. The first results of this work led to the optimization of the microfluidic cultures under the microscope used to get the image sequences, the selection of fluorescent probes and the development of an image processing system with CellProfiler. These works allowed the quantification and the characterization of some biological functions within the biochip such as the mitochondrial activity. Staurosporine, a well-known toxic, has been used to test the potential of this tool to evaluate the toxicity of molecules. The results showed the impact of dynamic culture on the hepatocytes behavior, and the staurosporine toxicity, in biochip cultures.
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Systèmes véhiculaires à domaines de sécurité et de criticité multiples : une passerelle systronique temps réel / Vehicular systems with multiple security and criticality domains : a real-time sytronic gateway

Thierry, Philippe 02 July 2014 (has links)
De nos jours, les véhicules intègrent de plus en plus de systèmes interconnectés. Ces systèmes ont des fonctions aussi nombreuses que complexes et sont soumis à des contraintes de sureté de fonctionnement (dont le temps réel) mais également de plus en plus de sécurité. Avec l'apparition des véhicules connectés, il devient nécessaire de faire communiquer ces différents systèmes, tant pour les gérer au niveau véhiculaire que potentiellement à distance. Faire communiquer ces différents réseaux, a fortiori dans les véhicules militaires, implique la prise en compte de diverses contraintes. Ces contraintes nécessitent d'être traitées par des éléments en coupure entre les différents systèmes. Un tel élément est alors en charge de protéger ces derniers en termes de sûreté de fonctionnement et de sécurité mais doit également assurer un transfert efficace et borné de l'information. Dans cette thèse, nous avons proposé une architecture logicielle de passerelle permettant de répondre à ces différentes contraintes et d'assurer ainsi l'interconnexion de tous ces systèmes. La solution se présente comme un framework permettant d'intégrer divers modules sur une architecture partitionnée et sûre, afin de pouvoir répondre à divers besoins spécifiques aux systèmes véhiculaires / Nowadays, vehicular systems are composed of more and more interconnected systems. Those systems manage a lot of complex functions and must comply with various safety-critical requirements (such as real-time) but also more and more with security requirements. With the new connected vehicles, it is necessary to make these various systems communicate, in order to manage locally or remotely the overall vetronic system. Make these systems communicate, moreover in military vehicles, implies to support various constraints. Theses constraints need to be supported by specific elements, used as gateways between each vehicle system needing external communication. This gateway has to protect each system in term of safety and security, but also has to guarantee an efficient upper-bounded transfer between them. In this thesis, we have proposed a software architecture for these gateways, compliant with the various vehicular security and safety requirements. The solution is proposed as a framework, supporting a modular configuration and able to aggregate various modules on a partitioned software architecture. Such an aggregation is then able to respond to the various vehicular specific needs such as security and real-time
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Evaluation of a multiple criticality real-time virtual machine system and configuration of an RTOS's resources allocation techniques / Évaluation de la virtualisation sur les systèmes temps-réel à criticité multiple et configuration des techniques d'allocation de ressources sur les systèmes d'exploitation temps-réel

Aichouch, Mohamed El Mehdi 28 May 2014 (has links)
L'utilisation de la virtualisation dans le domaine des serveurs d'entreprise est aujourd'hui une méthode courante. La virtualisation est une technique qui permet de faire fonctionner sur une seule machine réelle plusieurs systèmes d'exploitation. Cette technique est train d'être adoptée dans le développement des systèmes embarqués suite à la disponibilité de nouveaux processeurs classiquement destiné à ce domaine. Cependant, il y a une différence de contraintes entre les applications d'entreprise et les applications embarquées, celleci doivent respecter des contraintes de temps-réel en réalisant leurs tâches. Dans nos travaux de recherche nous avons étudié l'impact de la virtualisation sur un système d'exploitation temps-réel. Nous avons mesuré le surcoût et la latence des fonctions internes du système d'exploitation déployé sur une machine virtuelle, et nous les avons comparés à celles du système installé sur une machine réelle. Les résultats ont montré que ces métriques sont plus élevées lorsque la virtualisation est utilisée. Notre analyse a révélé que la puce électronique doit inclure des mécanismes matériels qui assistent le logiciel de contrôle des machines virtuelles afin de réduire le surcoût de la virtualisation, mais il est aussi essentiel de choisir une politique d'allocation des ressources efficace afin de garantir le respect des contraintes de temps-réel demandées par les machines virtuelles. Notre second axe de recherche concerne la transformation d'un modèle de simulation d'un système d'exploitation vers des programmes exécutables sur un système-sur-puce. Cette transformation doit également préserver une caractéristique offerte par ce modèle qui est la facilité de configuration des techniques d'allocation de ressources. Pour transformer le modèle de système d'exploitation nous avons utilisé des techniques de l'ingénierie-dirigée par les modèles. Où dans un premier temps le modèle initiale est transformé vers un autre modèle, ensuite ce second modèle est à son tour transformé automatiquement en un code source. Pour assurer la configuration du système d'exploitation finale nous avons utilisé une librairie placée entre le système d'exploitation et l'application afin d'identifier les besoins de celle-ci en termes de ressources et adapter le système à ces besoins. L'évaluation des performances de la librairie a démontré la viabilité de l'approche. / In the domain of server and mainframe systems, virtualizing a computing system's physical resources to achieve improved sharing and utilization has been well established for decades. Full virtualization of all system resources makes it possible to run multiple guest operating systems on a single physical platform. Recently, the availability of full virtualization on physical platforms that target embedded systems creates new use-cases in the domain of real-time embedded systems. In this dissertation we use an existing “virtual machines monitor” to evaluate the performance of a real-time operating system. We observed that the virtual machine monitor affects the internal overheads and latencies of the guest OS. Our analysis revealed that the hardware mechanisms that allow a virtual machine monitor to provide an efficient way to virtualize the processor, the memory management unit, and the input/output devices, are necessary to limit the overhead of the virtualization. More importantly, the scheduling of virtual machines by the VMM is essential to guarantee the temporal constraints of the system and have to be configured carefully. In a second work and starting from a previous project aiming at allowing a system designer to explore a software-hardware codesign of a solution using high-level simulation models, we proposed a methodology that allows the transformation of a simulation model into a binary executable on a physical platform. The idea is to provide the system designer with the necessary tools to rapidly explore the design space and validate it, and then to generate a configuration that could be used directly on top of a physical platform. We used a model-driven engineering approach to perform a model-to-model transformation to convert the simulation model into an executable model. And we used a middleware able to support a variety of the resources allocation techniques in order to implement the configuration previously selected by the system designer at simulation phase. We proposed a prototype that implements our methodology and validate our concepts. The results of the experiments confirmed the viability of this approach.
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Détection et localisation de défauts pour un système PV / Faults Detection and Isolation in a PV System

Bun, Long 04 November 2011 (has links)
Comme tout processus industriel, un système photovoltaïque peut être soumis, au cours de son fonctionnement, à différents défauts et anomalies conduisant à une baisse de la performance du système et voire à son indisponibilité. Permettre de diagnostiquer finement et de faire de la détection et de localisation de défauts dans une installation PV réduit les coûts de maintenance et surtout augmente la productivité. Dans ce travail de thèse, nous nous intéressons spécifiquement à la détection et la localisation de défauts côté DC du système PV, c'est-à-dire du côté générateur PV. L'objectif de cette thèse est de proposer, en prenant le moins de mesures possibles pour respecter les contraintes économiques, un algorithme pour détecter et localiser des défauts conduisant à une baisse de production. Pour cela, le choix s'est porté sur l'analyse de la caractéristique I-V du générateur PV pour les différents modes de fonctionnement considérés. Cette analyse a conduit à utiliser la méthode d'inférence pour effectuer le diagnostic de l'installation. Cette démarche a été validée par des expérimentations sur site, des simulations temps-réel et hors temps-réel. / As every industrial process, a photovoltaic system may subject, during his operation, to various faults and abnormalities leading to a drop of its efficiency up to its unavailability. A precise diagnosis and a fault detection and isolation make it possible to reduce the maintenance costs and above all increase the yield. In this work, a focus has been made on the fault detection and isolation in the DC part of the PV system, it means of the PV array. The goal of this work is to propose, by conducting the less possible measurements to meet the economic constraints, an algorithm to detect an isolate the faults causing a drop in the array yield. To achieve this goal, the analysis of the I-V characteristic has been chosen. This analysis leads to the use of the inference method to conduct the diagnosis of the PV plant. This procedure has been validated by on site experiments, real-time simulations and non real-time simulations.
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Epidémiologie de la leptospirose aux Antilles françaises : apports du diagnostic par biologie moléculaire dans l'étude des facteurs de risques, des facteurs pronostiques et de l'incidence / Epidemiology of leptospirosis in French West Indies : contributions of diagnosis by molecular biology in the study of risk factors, pronostic factors, and incidence

Hochedez, Patrick 13 January 2015 (has links)
Leptospirose est la zoonose bactérienne la plus répandue dans le monde et son incidence est plus forte dans les régions tropicales où le taux de mortalité peut excéder 10%. Un diagnostic rapide est fondamental car le traitement a plus de chance d’être efficace lorsqu’il est précoce. Nous avons utilisé le diagnostic par biologie moléculaire (RT-PCR) pour contribuer à mieux connaitre l’épidémiologie de la leptospirose aux Antilles. Dans les deux premiers articles, nous rapportons pour la première fois en Martinique la survenue de cas groupés de leptospirose après des événements sportifs (course à pied, canyoning). La présence d’abrasions cutanées a été identifiée comme facteur de risque de l’infection et ces travaux ont mis en évidence l’intérêt du diagnostic par RT-PCR pour informer rapidement les personnes exposées et débuter tôt les antibiotiques. Le troisième travail est une étude de cohorte prospective portant sur 102 patients et nous rapportons l’association entre l’élévation de la concentration sanguine de leptospires mesurée à l’admission et la sévérité de la maladie. Les principaux éléments cliniques initiaux associés à la sévérité étaient l’hypotension, les anomalies auscultatoires, l’ictère et l’anurie. L’identification de l’espèce Leptospira interrogans, le sérovar Icterohaemorrhagiae /Copenhageni, et la présence de rats à domicile étaient aussi associés à la sévérité. L’utilisation du diagnostic par biologie moléculaire nous a permis de contribuer à l’étude de facteurs de risque et des facteurs pronostiques de la leptospirose, mais aussi à mieux connaître le poids réel de la maladie aux Antilles. / Leptospirosis is the most widespread zoonosis in the world and its incidence is higher in in tropical areas where its fatality rates can exceed 10%. Availability of rapid diagnostic tools is a top-priority, since antibiotic is more efficient when given early. In this work, we rely on molecular diagnosis (RT-PCR) to contribute to the study of leptospirosis epidemiology in the Caribbean. In the first two papers, we describe for the first time in Martinique outbreaks of leptospirosis after sporting events (trail running, canyoning). The occurrence of cutaneous abrasions was identified as a risk factor for infection and data from those outbreaks suggest that rapid diagnostic assays such as PCR are particularly appropriate in this setting for early diagnosis, information of exposed participants, and treatment during acute phase of the disease. The third paper is a cohort study of 102 patients and we report that high level leptospiremia at the time of admission was associated with severity of the disease. The main clinical findings at the time of admission that were associated with severe leptospirosis included: hypotension, chest auscultation abnormalities, icterus, and oligoanuria. Identification of Leptospira interrogans species, serovar Icterohaemorrhagiae/Copenhageni, and the presence of rats in the house were also associated with severity. Detection methods using RT-PCR allowed us to contribute to the study of risk and prognostic factors, but also to have a better understanding of leptospirosis public health impact in the Caribbean.
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Cartographie topographique et radiologique 3D en temps réel : acquisition, traitement, fusion des données et gestion des incertitudes / Real-time 3D topographical and radiological mapping : acquisition, fusion, data processing and uncertainties management.

Hautot, Félix 16 June 2017 (has links)
Dans le cadre des activités de maintenance, de décontamination et de démantèlement d’installations nucléaires, il est nécessaire d’effectuer un état des lieux précis des structures potentiellement contaminées ou activées, préalablement à toute intervention. Pour des raisons économiques, cet état des lieux doit être le plus souvent réalisé dans un temps court. Par ailleurs, il est généralement effectué par un opérateur, dont le temps d’exposition aux rayonnements doit être minimisé. Une des difficultés récurrentes réside dans l’éventuelle obsolescence ou de l’inexistence des plans, et dans le cas d’investigations en intérieur, de la perte de signaux GPS, et de la difficulté d’employer des systèmes de localisations externes et pré-calibrés. En effet, l’état des lieux est obtenu en couplant une cartographie de l’environnement avec des mesures nucléaires destinées à évaluer le niveau de radiations dans les lieux étudiés. Dans ce cadre, il est nécessaire de disposer d’un instrument portatif permettant de délivrer une cartographie radiologique et topographique la plus exhaustive possible des locaux afin d’établir des scénarii d’intervention. Afin de minimiser le temps d’exposition de l’opérateur, il est essentiel que les données acquises soient exploitables en temps réel. Ce type d’instrument doit permettre de procéder à des interventions complexes et doit fournir les meilleures prévisions dosimétriques afin d’optimiser les temps d’intervention lors du démantèlement ainsi que la gestion des éventuels déchets. À ces fins, Areva STMI a développé un système autonome de positionnement et de calcul de déplacement de sondes de mesures nucléaires en temps-réel basé sur les techniques de SLAM (Simultaneous Localization And Mapping). Ces développements ont conduit au dépôt d’un brevet. Ce travail de thèse a consisté à poursuive cette étude, et en particulier à décomposer l’ensemble des sous-systèmes, à poursuivre les développements inhérents à la fusion de données topographiques et radiologiques, à proposer des moyens d’optimisation, et à poser les bases d’une technique d’analyse, en temps réel, des incertitudes associées. Les méthodes SLAM utilisent l’odométrie visuelle qui peut reposer sur la capture d’images à l’aide de caméras RGB-D (caméras de type Microsoft Kinect®). Le processus d’acquisition délivre une carte tridimensionnelle contenant la position et l’orientation en 3D des appareils de mesure ainsi que les mesures elles-mêmes (débit de dose et spectrométrie gamma CZT) sans implication d’infrastructure préexistante. Par ailleurs, des méthodes de détections de sources basées sur les techniques d’interpolation spatiale et de rétroprojection de signal en « proche temps-réel » ont été développées. Ainsi, il est possible d’évaluer la position des sources radioactives dans l’environnement acquis. Il est ainsi possible de calculer rapidement des cartes de son état radiologique sans délai après l’acquisition. La dernière partie de ce travail a consisté à poser les bases d’une méthode originale pour l’estimation, en proche temps réel, de la précision des résultats issus de la chaîne d’acquisition et de traitement. Cette première approche nous a permis de formuler l’évaluation et la propagation des incertitudes tout au long de cette chaîne d’acquisition en temps réel, afin d’évaluer les méthodes que nous avons employées en termes de précision et de fiabilité de chaque acquisition réalisée. Enfin, une phase de benchmark permet d’estimer les résultats par rapport à des méthodes de référence. / In the field of nuclear related activities such as maintenance, decontamination and dismantling status reports of potentially contaminated or activated elements are required beforehand. For economic reasons, this status report must be quickly performed. So as to be done quickly, the operation is realized by an operator, and his exposure time must be reduced as much as possible. Concerning indoor environments, it can be hard to make such investigations due to out-of-date plans or maps, loose of GPS signal, pre-positioning of underlying or precalibrated systems. Indeed, the premises status report is obtained by coupling nuclear measurements and topographical mapping. In such kind of situation it is necessary to have a portative instrument that delivers an exhaustive radiological and topographical mapping in order to deliver a decision support concerning the best intervention scenario to set up as fast as possible. Furthermore, and so as to reduce operator’s exposure time, such kind of method must be usable in real time. This method enables to proceed to complex intervention within the best radiological previsions for optimizing operator’s exposition time and waste management. In this goal, Areva STMI then developed a nuclear measurement probes autonomous positioning and motion estimation system based on visual SLAM (Simultaneous Localization And Mapping). These developments led to apply a patent. This thesis consisted in pursuing this survey, especially decomposing all the underlying systems, continuing the data fusion developments, proposing optimisations, and setting the basis of a real-time associated uncertainties analysis. SLAM based on visual odometry can be performed with RGB-D sensor (Microsoft Kinect®-like sensors). The acquisition process delivers a 3D map containing radiological sensors poses (positions and orientations in 3D) and measurements (dose rate and CZT gamma spectrometry) without any external signal or device. Moreover, a few radioactive sources localization algorithms based on geostatistics and back projection of measurements can also be performed in near real-time. It is then possible to evaluate the position of radioactive sources in the scene and compute fast radiological mappings of premises close to the acquisition. The last part of this work consisted in developing an original method for real-time evaluation of the process chain and results accuracies. The evaluation of uncertainties and their propagation along the acquisition and process chain in real-time provide feedbacks on employed methods for investigations or intervention processes and enable to evaluate the reliability of acquired data. Finally, a set of benchmarks has been performed in order to estimate the results quality by comparing them to reference methods.
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Volumes d'ombre en rendu temps réel : Complexité géométrique et stratégie de partitionnement / Geometric complexity and partitioning strategy for real-time Shadow Volumes

Deves, François 22 October 2019 (has links)
Les ombres sont un élément fondamental pour garantir le réalisme des images de synthèses. Elles donnent des informations nécessaires pour discerner correctement le positionnement relatif des objets. Le calcul d'ombre dures exactes en temps-réel reste toutefois un problème difficile en Informatique Graphique. Les Shadow Maps sont privilégiées pour leurs excellentes performances, mais elles ne peuvent garantir un résultat exact par pixel. Les volumes d'ombre sont plus lents que les Shadow Maps mais produisent des ombres exactes en toute circonstances. Bien qu'ils aient récemment atteint un haut niveau de performances, ils restent sensibles à la complexité géométrique et sont limités à des scènes de taille modeste. Dans cette thèse, nous proposons un nouvel algorithme de rendu d'ombres dures en temps réel basé sur les volumes d'ombre qui reste rapide sur des scènes de très grande tailles. De plus, nous introduisons une nouvelle stratégie de partitionnement jusque-là inexplorée en Informatique Graphique : les arbres métriques. / Shadows are a fundamental visual effect for computer generated images. They provide essential spatial hints allowing us to correctly perceive objects positions in the scene. Despite its importance, computing pixel accurate shadows in real-time is a challenging problem in Computer Graphics. Shadow Maps are still the favored solution due to their high efficiency, but they can't always provide pixel accurate results. Shadow Volumes are slower than Shadow Maps but always garantee pixel accurate shadows. While recent works significantly improved their performance, they remain sensitive to scalability, which limits their application scope. In this thesis, we propose a new algorithm based on Shadow Volumes that remains fast even on very large scenes. Furthermore, we introduce a new partitioning strategy that is yet unexplored in Computer Graphics : the metric tree.
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Vers une utilisation efficace des processeurs multi-coeurs dans des systèmes embarqués à criticités multiples / Towards an efficient use of multi-core processors in mixed criticality embedded systems

Blin, Antoine 30 January 2017 (has links)
Les systèmes embarqués dans les véhicules comportent un mélange d’applications temps réel et « best effort » déployées, pour des raisons d’isolation, sur des calculateurs séparés. L’ajout de nouvelles fonctionnalités dans les véhicules se traduit par un accroissement du nombre de calculateurs et ainsi par une augmentation des coûts, de la consommation électrique et de la dissipation thermique.L’émergence de nouvelles plate-formes multi-cœurs à bas coûts permet d’envisager le déploiement d’une nouvelle architecture dite « virtualisée » pour exécuter en parallèle sur un même calculateur les deux types d’applications. Néanmoins, la hiérarchie mémoire de tels calculateurs, reste partagée. Une application temps réel exécutée sur un cœur peut donc voir ses temps d’accès à la mémoire ralentis par les accès effectués par les applications « best effort » exécutées en parallèle entraînant ainsi la violation des échéances de la tâche temps réel.Dans cette thèse, nous proposons une nouvelle approche de gestion de la contention mémoire. Dans une première étape, hors ligne, nous générons un oracle capable d’estimer les ralentissements d’une tâche temps réel en fonction du trafic mémoire mesuré. Dans une deuxième étape, en ligne, les tâches temps réel sont exécutées en parallèle des applications « best effort ». Un mécanisme de régulation va surveiller la consommation mémoire et utiliser l’oracle généré précédemment pour estimer le ralentissement des tâches temps réel. Lorsque le ralentissement estimé est supérieur à celui fixé par le concepteur du système les applications « best effort » sont suspendues jusqu’à ce que l’application temps réel termine son activation. / Complex embedded systems today commonly involve a mix of real-time and best-effort applications integrated on separate microcontrollers thus ensuring fault isolation and error containment. However, this solution multiplies hardware costs, power consumption and thermal dissipation.The recent emergence of low-cost multi-core processors raises the possibility of running both kinds of applications on a single machine, with virtualization ensuring isolation. Nevertheless, the memory hierarchy on such processors is shared between all cores. Memory accesses done by a real time application running on one dedicated core can be slowed down by concurrent memory accesses initiated by best effort applications running in parallels. Therefore real time applications can miss their deadlines.In this thesis, we propose a run-time software-regulation approach that aims to maximize parallelism between real-time and best-effort applications running on a single low-cost multicore ECU. Our approach uses an overhead estimation derived from offline profiling of the real-time application to estimate the slow down on the real-time application caused by memory interferences. When the estimated overhead reaches a predefined threshold, our approach suspends the best-effort applications, allowing the real-time task to continue executing without interferences. Suspended best-effort applications are resumed when the real-time application ends its current activation.

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