De l’Architecture Fonctionnelle aux modèles des tâches fonctionnelles

fonctionnelles

3.2.1 Introduction

Comme nous l’avons décrit auparavant dans le paragraphe 1.2.1, p. 26, l’Architecture Fonctionnelle est unique pour un cahier des charges donné. Ce qui implique qu’elle doit être complètement définie à cha-que fois cha-que l’on traite une nouvelle application.

Nous nous proposons donc d’expliciter ce processus en décrivant au cours des deux paragraphes sui-vants, la modélisation des tâches fonctionnelles, et de la description des flux d’informations entre eux.

3.2.2 Modélisation du comportement dynamique d’une tâche fonctionnelle

L’Architecture Fonctionnelle est décrite par ses tâches fonctionnelles et par les liens qui les relient. Il s’avère que la complexité des tâches fonctionnelles est variable, elle peut avoir un comportement sim-ple ou comsim-plexe. Dans le cas des comportements simsim-ples, nous proposons une représentation quasi-générique alors que pour les comportements complexes, un travail de modélisation de l’architecte est nécessaire.

L’étude de temps de transmission dans une architecture de contrôle-commande correspond à l’observa-tion du temps de propagal’observa-tion d’une informal’observa-tion dans une chaîne foncl’observa-tionnelle dite «critique». On con-sidérera qu’une tâche fonctionnelle appartiendra à une chaîne critique si elle intervient dans la propagation d’un événement qui fait l’objet de performances temporelles spécifiée dans le cahier des charges de l’application. Les tâches fonctionnelles composant cette chaîne critique doivent donc avoir leurs comportements dynamiques correctement définis alors que les tâches fonctionnelles qui n’en font pas partie peuvent avoir une description plus approximative. Le niveau de granularité de la description est proportionnel à l’implication de la tâche dans la chaîne critique.

Nous décrirons dans les paragraphes suivants les modélisations des informations circulant dans une Architecture Fonctionnelle, puis nous présenterons la modélisation de flux informationnels. Alors, nous présenterons la modélisation des tâches fonctionnelles appartenant à la chaîne critique et enfin nous décrirons brièvement la modélisation des tâches fonctionnelles hors chaîne critique.

3.2.2.1 Modélisation des informations d’une Architecture Fonctionnelle

L’architecture Fonctionnelle est composée de tâches qui sont interconnectées entre elles. Chacune de ces tâches possède des entrées et des sorties (fig. 48).

Pour notre exemple, la tâche T1, reçoit les informations Info_1 et Info_2, et elle renvoie les informa-tions Info_3 et Info_4. On peut donc définir les ensembles des entrées et des sorties de cet atome :

(2) Les informations de sorties d’une tâche étant les informations d’entrée d’une autre tâche, il est néces-saire de définir l’ensemble VRG (VaRiables Globales) des informations pouvant être consommées ou produites par l’atome à modéliser.

Dans l’exemple décrit sur la figure 49, on a l’ensemble VRG suivant :

(3) Pour faciliter l’écriture des variables, nous conseillons d’utiliser des notations abrégées :

(4) La modélisation en réseau de Petri Colorés Temporisés selon le formalisme RdP selon Jensen, amène à décrire cet ensemble d’informations sous la forme d’une «couleur» (fig. 50).

Figure 48 : Exemple de tâche fonctionnelle

Figure 49 : Exemple d’un ensemble de tâches fonctionnelles

Figure 50 : Extrait de déclarations globales, définition de l’ensemble VRG

T1

Info_3 Info_1

Info_2 Info_4

IN={Info_1 Info_2, }

OUT={Info_3 Info_4, }

Tâche_T1

Info_1

Tâche_T2

Info_2 Info_3 Info_4 Info_5

Tâche_T3 Tâche_T4

VRG= {Info_1 Info_2,Info_3,Info_4,Info_5, }

VRG={ ,I1 I2,I3,I4,I5}

Définitions de l’ensemble VRG

3.2.2.2 Modélisation des flux informationnels d’une Architecture Fonctionnelle

Les flux informationnels entre les tâches fonctionnelles ne peuvent pas être modélisés au moment du processus de modélisation de l’Architecture Fonctionnelle, car ils dépendent de la distribution de ces tâches dans les équipements de l’Architecture Matérielle. Ce sera donc lors de la modélisation de l’Architecture Opérationnelle que l’on réalisera la modélisation des flux informationnels. Toutefois, il est possible à ce stade de modélisation de réaliser un travail préparatoire permettant de simplifier la future modélisation des flux informationnels. Ce travail préparatoire consiste à faire une description de chacun des flux. Nous considérerons que :

- Un flux d’une information a toujours au moins une origine, - Un flux d’une information a toujours au moins une destination,

- Pour une origine donnée, un flux d’une information a une et une seule destination

Pour chaque flux, on précisera son ou ses origines ainsi que sa destination pour chaque origine.

Par exemple, si l’on considère la figure 51, nous avons les descriptions de flux suivantes :

3.2.2.3 Modélisation des tâches fonctionnelles de la chaîne critique

Les tâches fonctionnelles de la chaîne critique (que nous appellerons «tâches critiques») peuvent être assimilées à des tâches consommant des informations pour en produire d’autres. Leur comportement dynamique correspondant à la conversion d’un ensemble d’informations en d’autres se modélise sim-plement en consommant les jetons information (de type VRG) qui doivent être convertis et de générer des jetons correspondant aux informations (de type VRG) résultat de la conversion (fig. 52).

Une tâche fonctionnelle «critique» est modélisée par une transition et par deux places. La place amont correspond aux informations d’entrée tandis que la place aval contient les informations de sortie. L’arc amont a pour poids l’union (modélisée avec ++ en formalisme RdP selon Jensen) des informations nécessaires à la réalisation de la tâche ; et l’arc aval a pour poids l’union des messages émis par la réali-sation de cette tâche.

Le modèle d’une tâche «critique» est donc un réseau de Petri simple composé de deux places et d’une transition. La coloration permet de différencier les différents messages ou informations qui transitent dans des mêmes places.

Figure 51 : Exemple de flux informationnels

Tableau 2 : Description des Flux informationnels

Nom du Flux d’information Origine Destination

Info_1 T1 T2 Info_1 T2 T3 Info_2 T1 T3

T1

^T2 T3

3.2.2.4 Modélisation des tâches fonctionnelles hors chaîne critique

Les tâches fonctionnelles hors chaîne critique ne participent pas directement au temps de transmission d’une information. Toutefois, ces tâches définissent un comportement dynamique global de l’ensemble du système, il est donc nécessaire de les modéliser sous peine de ne pouvoir étudier que des performan-ces hors-charge.

Le comportement dynamique de ces tâches doivent être défini suivant le niveau d’implication dans la charge de l’architecture. Ainsi, un ensemble de tâches fonctionnelles qui ne participent qu’à la charge d’un unique équipement de traitement sera modélisé comme une charge unique de cet équipement car l’influence de l’ensemble ne sera que locale. La modélisation de la charge locale s’effectuera par le biais d’un temps de calcul dans des équipements en fonction des tâches qui lui seront associées.

Par contre, toute tâche fonctionnelle qui apportera une charge sur un équipement de communication devra être totalement modélisée car son influence sera globale et donc aura un impact sur les perfor-mances de la chaîne critique. Étant donné que le comportement attendu de ces tâches varie d’une Archi-tecture Fonctionnelle à l’autre, il n’y a pas modèle générique permettant de représenter le comportement dynamique des tâches «non-critiques» chargeant l’architecture.

Toutefois, il est possible de proposer une approche générique permettant la représentation de ces ensembles de tâches :

- Dans un premier temps, on identifie les informations dites «de charge» entre les tâches fonction-nelles «non-critiques» qui circuleront sur les moyens de communication, et on regroupe les tâches fonctionnelles «non-critiques» associées à un même équipement (fig. 53).

Figure 52 : Modélisation du comportement dynamique d’une tâche fonctionnelle «critique»

Figure 53 : Exemple de regroupement de tâches fonctionnelles «non-critiques»

T1 VRG VRG 1‘I1++1‘I2 1‘I3++1‘I4 T1 Info_3 Info_1 Info_2 Info_4 Réseau Information_1 Information_2 Information_2

Groupe de tâches 1 _{Groupe de tâches 2}

Tâche_G2

Information_1

- Dans un deuxième temps, on doit définir le comportement dynamique de ces groupes de tâches fonctionnelles. Pour cela, on peut réaliser des graphes d’état que l’on traduira en réseau de Petri. Les modèles comportementaux associés à ces groupes devront essentiellement définir la consom-mation-production des informations «de charge».

Nous ne développerons pas dans ce chapitre de méthode permettant la construction de modèles compor-tementaux complexes. Toutefois, afin d’aider l’architecte durant la phase de modélisation, nous propo-sons en Annexe A :

- un exemple de modélisation d’une tâche fonctionnelle temporisée ;

- un exemple de modélisation d’un comportement complexe spécifié à l’aide d’un graphe d’état ; - un exemple de modélisation de comportement spécifié en Grafcet.