Publications 1993

P. Bournai, B. Chéron, T. Gautier, B. Houssais, P. Le Guernic.
SIGNAL manual.  Rapport de Recherche Irisa / Inria-Rennes, No1969, Septembre 1993. (postscript)
Résumé : SIGNAL is a language designed for the synchronous programming of real time systems (signal processing, control-command...). A SIGNAL program specifies an automaton via a system of dynamic equations involving "signals". Such systems of equations can be organized hierarchically in modules. A "signal" is a sequence of data which has a clock associated with; this clock defines the instants when this signal is available. Clocks need not to be related via fixed sampling rates, but can rather have sampling rates which depend on local data or external events (interruptions). This report is a manual for the SIGNAL language; it presents the syntax of the H2 version of the language and introduces its semantics. Examples are given and in the appendix A, a complete sample session using the SIGNAL compiler is provided.
Keywords: Signal, real-time language, sintax, reference manual.

P. Bournai, P. Le Guernic.
Un environnement graphique pour le langage SIGNAL.  Rapport de Recherche Irisa / Inria-Rennes, No2040, Septembre 1993. (postscript)
Résumé : Ce rapport présente un environnement de programmation polymorphe pour la conception d'applications temps réel décrites dans le langage SIGNAL. Cet environnement offre à l'utilisateur des représentations graphiques et textuelles des structures du langage. Ces représentations peuvent être conjointement utilisées lors de la construction ou la "lecture" du programme, l'utilisateur dispose de formes adaptables à un niveau d'observation. Une expression SIGNAL peut être considérée comme un ensemble de composants (représentés par des rectangles) munis de points de connexion (les ports représentés par des triangles) joints par des liens (suite de segments connexes). La même expression SIGNAL est également un système d'équations sur suites de valeurs représenté par un terme construit à l'aide des opérateurs du langage (définition de variable, composition, changement de nom...). Ces deux formes dénotent en fait un même objet, représenté plus abstraitement par un arbre que l'on munit d'attributs géométriques. Le langage SIGNAL étant présenté par ailleurs, on se propose de développer les différents aspects de l'interface d'édition conçue en accord avec sa sémantique.
Keywords: interface graphique orientée "bloc-diagramme", édition graphico-textuelle, routage automatique, gestion d'arbres.

M. Le Borgne.
Systèmes dynamiques sur des corps finis.  Thèse de l'Université de Rennes I, IFSIC, Septembre 1993.
Résumé : Le langage SIGNAL permet la spécification de systèmes réactifs et temps réels. Certains domaines d'application exigent une grande fiabilité et une grande sureté. Les systèmes spécifiés sont des systèmes hybrides : systèmes dynamiques controlés sur les entiers, les réels ou les complexes, dont la dynamique est pilotée par un automate d'états finis. Cet automate n'apparait jamais explicitement dans un programme SIGNAL mais est implicite dans les relations entre booléens et horloges. Un codage de ces relations sur le corps des entiers modulo 3 permet d'extraire les relations logico-temporelles d'un programme sous forme d'un système dynamique sur un corps fini. L'objet de cette thèse est d'établir les outils de base pour l'étude des propriétés de ces systèmes dynamiques. Les méthodes et le vocabulaire de la géométrie algébrique élémentaire sont d'abord utilisés pour l'étude des systèmes dont l'équation d'évolution est explicite. La nécessité de représenter les polynomes de façon efficace conduit ensuite à introduire des algèbres engendrées par des idempotents pour représenter les fonctions polynomiales qui sont les objets réellement intéressant. Diverses motivations conduisent à l'étude des systèmes dynamiques dont l'équation d'évolution est implicite. L'étude des suites définies par certains systèmes d'équations permet alors des rapprochements avec certaines propriétés bien connues des languages infinitaires rationnels. Enfin, à partir d'une classification des ensembles de suites infinies, on peut cerner le pouvoir d'expression du langage SIGNAL dans le domaine des propriétés logico-temporelles. Les systèmes dynamiques sur les corps finis fournissent également un modèle alternatif pour toute une famille de systèmes à évènements discrets. Contrairement à l'approche linguistique de Radmage et Wonham, certe plus générale, ce modèle est naturellement orienté vers les calculs effectifs. Conjugué avec l'utilisation des graphes de décision, il a pu être appliqué à des problèmes de contrôle réalistes.

O. Maffeïs.
Ordonnancements de graphes de flots synchrones ; application à la mise en oeuvre de SIGNAL.  Thèse de l'Université de Rennes I, IFSIC, Janvier 1993.
Résumé : Apparue il y a une dizaine d'années et dédiée à l'informatique temps-réel, l'approche synchrone permet la spécification d'applications avec une importante abstraction du support d'exécution. Dans ce domaine, cette thèse introduit des concepts, méthodes et outils pour l'inférence de mises en oeuvre asynchrones à partir de spécifications synchrones ; ce travail est appliqué à , un langage synchrone inspiré de principes de la programmation flots de données. Ce travail repose sur les graphes de flots synchrones qui constituent la représentation interne des programmes . Par rapport aux structures de graphes habituellement manipulées par les compilateurs, les graphes de flots synchrones présentent une plus grande finesse de modélisation du contrôle et de ses interactions avec les dépendances de données. Du point de vue des méthodes, cette thèse a contribué d'une part, à la définition et à la validation de la méthode d'inférence de la mise en oeuvre séquentielle et, d'autre part, à la conception de la méthodologie d'implémentation parallèle des programmes . Au niveau des outils, cette thèse définit : (1) l'abstraction de graphes de flots synchrones qui dote la compilation de la modularité, (2) l'ordonnancement de graphes de flots synchrones qui, grâce à la richesse de modélisation de ces graphes, repose sur un critère qualitatif : la préservation de l'absence d'interblocage, (3) un critère de partitionnement qui permet de réduire la taille du problème soumis à distribution et, (4) un second outil de partitionnement qui, par une méthode ascendante, construit les processus pour lesquels le code séquentiel est réutilisable par composition.

E. Marchand, F. Chaumette, E. Rutten.
Stratégie perceptive d'un environnement statique dans un contexte de vision active.  Rapport de Recherche Irisa, No775, Novembre 1993. (postscript)
Résumé : Nous étudions le problème de la reconstruction d'une scène tridimensionnelle composée de primitives paramétrables (ici, des cylindres et des droites) dans un contexte de vision active. Après avoir présenté une méthode de reconstruction de primitives 3D basée sur la vision active et l'asservissement visuel, on présente une méthode permettant l'enchaî nement des reconstructions axée sur les informations visuelles acquises dans l'image ainsi que sur les informations obtenues lors d'une reconstruction sommaire des élements de la scène. Une ébauche du problème de l'exploration de la scène est donnée. La solution proposée, avec comme objectif d'assurer la reconstruction complète de la scène, repose sur un calcul de la zone de l'espace déjà observée par la caméra. Enfin, une méthode de mise en oeuvre d'un tel système à partir d'un réseau d'automates est présentée et son implémentation à l'aide du langage SIGNAL est réalisée. Ce réseau d'automates est capable de gérer et d'enchaî ner les différentes phases de la reconstruction globale d'une scène complexe : sélection des primitives à reconstruire, reconstruction précise de ces primitives, reconstruction sommaire des autres primitives et acquisition d'informations complémentaires sur la scène.

E. Rutten, P. Le Guernic.
Sequencing data flow tasks in SIGNAL.  Rapport de Recherche Irisa / Inria-Rennes, No2120, Novembre 1993. (postscript)
Résumé : The SIGNAL language is a real-time, synchronized data-flow language. Its model of time is based on instants, and its actions are considered instantaneous. Various application domains such as signal processing and robotics require the possibility of specifying behaviors composed of successions of different modes of interaction with their environment. To this purpose, we introduce the notion of time interval, defined by a start and an end event, and denoting the series of its occurrences. Associating a time interval to a data-flow process specifies a task i.e., a non-instantaneous activity and its execution interval. Different ways of sequencing such tasks are described. We propose these basic elements at the programming language level, in the perspective of extensions to SIGNAL. Application domains feature the discrete sequencing of continuous, data-flow tasks, as is the case, for example, of robotic tasks.
Keywords: Data-flow tasks, task sequencing, real-time, time intervals.

C. Wolinski, T. Cholet, D. Derrien, J.-P. Guillou, P. Leali, A. Riboult.
Une architecture pour l'exécution d'applications SIGNAL.  Rapport de Recherche Irisa, No704, Février 1993.
Résumé : Dans ce papier, on présente un dispositif matériel et logiciel destiné à exécuter en temps réel une application écrite en langage SIGNAL. La partie matérielle comprend un module expansible, bi-processeur, permettant de construire une machine parallèle. Le système logiciel assure l'exécution d'une application répartie dans cette machine. Notamment, il offre la possibilité de création supervisée d'une interface graphique homme/application (pour l'instant sous WINDOWS 3).

C. Wolinski, M. Belhadj.
Vers la synthèse automatique de programmes SIGNAL.  Rapport de Recherche Irisa, No746, Juillet 1993. (postscript)
Résumé : Dans ce papier on présente une méthode générale de synthèse d'architecture caractérisée par un contrôle réparti à partir de spécifications faites en SIGNAL. Le résultat final de la synthèse est un réseau de processeurs élémentaires assurant le traitement correspondant aux opérateurs de base du langage SIGNAL, connectés par l'intermédiaire de canaux de communication synchronisés par des événements. Chaque processeur élémentaire possède la même structure composée d'une partie asynchrone utilisant des éléments "delay-insensitivé' et une partie synchrone. La partie synchrone est destinée au traitement local tandis que la partie asynchrone assure la synchronisation des calculs. Les avantages du modèle utilisé sont : l'absence d'une horloge globale (il n'y a pas de problème de "skew"), la séparation des bus pour l'exécution en parallèle des opérations SIGNAL, la vitesse d'exécution dépendant des données (optimisation étant effectuée dynamiquement) et la génération de descriptions structurelles en VHDL.

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