Agosto 1988
Esta Dissertação descreve o núcleo de tempo-real do Multiprocessador para Sistemas de Controle (MSC). O MSC foi desenvolvido no Instituto de Automação do Centro Tecnológico para Informática e possui características que o tornam adequado a aplicações em controle de processos e automação industrial. Estas aplicações exigem respostas rápidas a eventos externos e grande capacidade de processamento. O MSC pode ser configurado para satisfazer as mais diversas aplicações e diferentes níveis de desempenho, desde controladores de robó até gerenciadores de sistemas integrados de manufatura.
O MSC é baseado no barramento VME e pode conter um ou mais processadores MC68000 e zero ou mais processadores Z80. O barramento VME suporta a comunicação de baixo nível entre os programas executados em paralelo pelos processadores. Cada processador (MC68000) executa o código (aplicativos e núcleo) armazenado em sua memória local, a qual é conectado por um barramento privativo (padrão VMX). A sincronização e comunicação de alto nível entre os programas ocorre através da memória global, a que os processadores tem acesso pelo barramento VME. Os processadores de Entrada/Saída (PE/S) são escravos dos demais processadores. Os PE/S são interligados ao VME por memória dual-port: uma das portas é mapeada como memória global (no VME) e a outra é ligada ao barramento interno do PE/S.
O núcleo do MSC é estruturado segundo o modelo estratificado. A unidade lógica de computação é o processo. O mecanismo de sincronização interprocessos é uma extensão de semáforos para uso no ambiente multiprocessador do MSC. O mecanismo de comunicação interprocessos é a troca de mensagens através de caixas postais. A localização (em memória global ou local) dos objetos suportados pelo núcleo é especificada somente na sua criação. Todas as outras operações referenciam apenas aos identificadores dos objetos (números inteiros). Chamamos esta característica de Transparéncia de Multiprocessamento. Graças a ela, a programação do MSC, um multiprocessador, oferece um grau de dificuldade não maior que aquele apresentado por sistemas multitarefa convencionais. Além disso, se todos os objetos necessários á execução de um programa forem criados num mesmo processo, um aplicativo pode ser transportado para uma máquina com um número diferente de processadores sem alterações no seu código (exceto nos locais onde os objetos/recursos são criados).
O núcleo oferece primitivas para a criação e destruição de processos (locais e remotos), operações P e V sobre semáforos, operações sobre conjuntos de armazenadores e troca de mensagens através de caixas postais. Os semáforos possibilitam soluções simples e eficientes para problemas de exclusão mútua e sincronização condicional. As caixas postais permitem a implementação de vários paradigmas de comunicação interprocessos, tais como comunicação síncrona ou assíncrona, pipes e rendezvous.