Estudo comparativo entre a síntese de software manual e automática para protocolos de comunicação em sistemas embarcados

Abstract

O presente trabalho busca realizar um estudo comparativo entre a síntese automática e a escrita manual de código-fonte de protocolos de comunicação para sistemas embarcados. Os sistemas embarcados representam a grande maioria dos processadores vendidos no mundo e têm demandado cada vez mais funcionalidades, sendo grande parte delas implementadas em software. O domínio desses sistemas é impulsionado por fatores como o custo, confiabilidade e tempo de projeto. Além disso, devido à crescente necessidade de troca de informações nos sistemas embarcados, é imprescindível a implementação de protocolos para guiar essa comunicação. Portanto, metodologias que forneçam maior abstração e técnicas para a automatização do processo de síntese de código-fonte são fundamentais. Neste contexto, utilizando ferramentas comerciais, modelamos o autômato de estados finitos que descreve o funcionamento do protocolo PPP, simulamos um cenário de estabelecimento de conexão entre dois pares e, a partir dos modelos, geramos código-fonte capaz de realizar esse cenário. Depois disso, conduzimos um experimento para cada solução automatizada e para uma solução escrita manualmente. Por fim, analisamos os resultados e traçamos comparações de acordo com os seguintes critérios representativos para o domínio dos sistemas embarcados: consumo de energia, consumo de memória, desempenho, abstração, reúso e tempo de desenvolvimento.

This work aims to perform a comparative study between automatic synthesis and manual writing of source code of communication protocols for embedded systems. Embedded systems contain the majority manufactured processors and have been demanding more and more functionalities, which are mostly implemented in software. The domain of these systems is driven by characteristics like cost, reliability and design time. Moreover, the implementation of communication protocols are required to deal with the increasing need of information exchange on embedded systems. Thus, methodologies that provide higher levels of abstraction and techniques to automate the source code synthesis process are of paramount importance. In this context, with the aid of commercial tools, we modeled the finite-state automaton that describes the functioning of PPP protocol, we simulated a scenario for the link establishment between two pairs and we generated source code from these models. After that, we carried out an experiment for each automated solution and for a handwritten solution. Ultimately, we analyzed the results and we compared the solutions according to the following important metrics for the embedded systems: energy consumption, memory consumption, performance, abstraction, reuse and development time.