\section*{Exercice 3 : ordonnancement de messages p\'eriodiques}
Dans les exercices suivants, nous supposons connu l'ordonnancement
des messages p\'eriodiques. Dans cet exercice, nous regardons comment cet ordonnancement
peut \^etre calcul\'e.
\smallskip
On rappelle que le temps de communication d'un message est constitu\'e
des \'el\'ements suivants (cf. \cite{cottet00}) :
\smallskip
\begin{itemize}
\item Le d\'elai de travers\'ee des couches (fixe).
\item Le d\'elai de transmission (variable car d\'ependant
de la quantit\'e d'information \`a transmettre).
\item Le d\'elai de propagation (variable car d\'ependant de la
distance \`a parcourir).
\item Le d\'elai d'acc\`es qui d\'epend du protocole MAC (variable).
\item Le d\'elai de r\'eception (fixe).
\end{itemize}
\smallskip
\begin{center}
\begin{tabular}%
{||c|c|c|c|c||}
\hline\hline
Message & P\'eriode &Taille& FIP & CAN \\
& (en ms) & (en octets)& (en $\mu s$) & (en $\mu s$) \\
\hline
M1 & 5 & 2 & 100 & 100 \\
M2 & 10 & 4 & 200 & 120 \\
M3 & 10 & 6 & 250 & 150 \\
M4 & 20 & 8 & 400 & 200 \\
\hline\hline
\end{tabular}
\end{center}
\smallskip
Dans cet exercice, on suppose que les d\'elais de propagation, de
r\'eception et de travers\'ee des couches du r\'eseau sont
n\'egligeables. Les d\'elais de transmission sont
donn\'ees dans le tableau ci-dessus dans les cas o\'u un r\'eseau FIP
et un CAN sont utilis\'es. La taille des messages est donn\'ee
\`a titre indicatif.
\subsection*{Question 1 : application au bus de terrain CAN}
On rappelle qu'un
bus CAN \cite{upender94} utilise le protocole
CSMA/CA (\'evitement de collision). Chaque message est identifi\'e
uniquement. L'identificateur constitue en fait une priorit\'e
d'acc\`es au m\'edium. L'arbitrage s'effectue gr\^ace \`a une \'emission
bit \`a bit de l'identificateur (cf. bit dominant et
bit r\'ecessif). En cas de contention, les coupleurs
\'emettant un message de plus faible priorit\'e passent
en mode lecture.
\begin{enumerate}
\item Le protocole CSMA le plus courant est celui utilis\'e
par Ethernet (CSMA/CD). Quelles sont les diff\'erences
entre CSMA/CD et CSMA/CA en terme de fonctionnement et de d\'elais
de communication.
\item Proposer une solution permettant d'ordonnancer les
messages.
Les messages peuvent il respecter leurs contraintes
temporelles ?
\item D\'eterminer le temps d'acc\`es au r\'eseau pour
chaque message.
En d\'eduire le temps de communication des
messages.
\end{enumerate}
\subsection*{Question 2 : application au bus de terrain FIP}
L'allocation du m\'edium dans un r\'eseau FIP \cite{ciame99} est r\'ealis\'e
par un arbitre centralis\'e. L'arbitre poss\`ede un fonctionnement
cyclique. Chaque cycle est constitu\'e :
\begin{itemize}
\item D'une phase d'\'emission des informations p\'eriodiques (nomm\'ees variables dans
FIP).
\item D'une phase d'\'emission des informations ap\'eriodiques.
\end{itemize}
Pour la phase cyclique
l'arbitre exploite une table construite hors-ligne.
L'unit\'e de base utilis\'ee dans cette table
est la p\'eriode minimale
(appel\'e microcycle)
du jeu de messages p\'eriodiques.
La taille de la table est \'egale au PPCM des p\'eriodes des
messages (macrocycle).
\begin{enumerate}
\item Donner la valeur du microcycle et du macrocycle.
\item Proposer une table d'arbitrage permettant d'ordonnancer correctement les
diff\'erents messages. Les messages peuvent il respecter leurs contraintes
temporelles ?
\item A quelle technique d'ordonnancement
s'inspire la technique de la table d'arbitrage.
\item Quel(s) algorithme(s) aurions nous pu appliquer pour
construire automatiquement cette table.
\item D\'eterminer le temps d'acc\`es au r\'eseau pour
chaque message. En d\'eduire le temps de communication des
messages.
\end{enumerate}