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Modelagem e simulação distribuída de sistema produtivo baseados em rede de Petri

JUNQUEIRA, Fabrício; MIYAGI, Paulo Eigi
Fonte: Sociedade Brasileira de Automática Publicador: Sociedade Brasileira de Automática
Tipo: Artigo de Revista Científica
Português
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46.27%
Em função da capacidade computacional instalada e da estrutura dispersa de alguns sistemas produtivos, existe interesse em soluções de modelagem e simulação distribuída destes sistemas. Isso é considerado como um recurso fundamental para o projeto, implementação e melhoria de desempenho desses sistemas produtivos. A idéia é que por meio de simulações com o uso de computadores fisicamente dispersos, mas integrados através de uma rede de comunicação, pode-se avaliar o comportamento de sistemas em concepção e melhorar resultados de plantas existentes. Este trabalho propõe assim, um procedimento para a modelagem de sistemas produtivos em ambientes distribuídos. Esse procedimento foi aplicado com sucesso a alguns estudos de caso onde sua eficácia foi confirmada. Este trabalho envolve ainda a proposta de um algoritmo para o gerenciamento da simulação distribuída. Com o método de modelagem e o algoritmo de gerenciamento tem-se os principais elementos para a implementação prática de um simulador de sistemas produtivos dispersos.; Based on the existing computational capability and disperse infrastructure of some productive systems, there are interest for distributed modeling and simulation of these systems. These techniques are considered fundamental for design...

Um método para avaliação de desempenho de protocolos de sincronização otimistas para simulação distribuída.; A method for the performance evaluation of optimistic synchronisation protocols adopted in distributed simulation programs.

Spolon, Renata
Fonte: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP Publicador: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
Tipo: Tese de Doutorado Formato: application/pdf
Publicado em 18/06/2001 Português
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56.25%
Esta tese propõe um novo método para a avaliação de desempenho de protocolos de sincronização otimistas adotados em programas de simulação distribuída. A utilização do método proposto é atrativa principalmente por permitir um usuário de simulação distribuída otimista optar pelo protocolo que mais se adapta às suas necessidades, sem ter que implementá-lo. O método de avaliação tem o modelo de um processo lógico Time Warp básico como núcleo, levando em consideração as características tanto da aplicação como da plataforma de hardware/software utilizada (o ambiente ALPHA/Sim é utilizado para a modelagem e simulação através de Redes de Petri). As características mais relevantes do protocolo Time Warp básico e suas variações são identificadas, a partir de uma nova taxonomia hierárquica proposta nesta tese, aliada a uma revisão bibliográfica ampla e detalhada. Além disso, domínios de plugins foram identificados, permitindo uma extensão (ou modificação) rápida e direta do modelo do Time Warp básico proposto. Esta tese também contribui apresentando resultados da avaliação de desempenho do protocolo Time Warp básico e do protocolo probabilístico PDSP.; This thesis proposes a novel method for the performance evaluation of optimistic synchronisation protocols adopted in distributed simulation programs. The use of the proposed method is attractive mainly for allowing an optimistic distributed simulation user to choose the protocol that best fits his needs...

"Simulação distribuída utilizando protocolos independentes e troca dinâmica nos processos lógicos"; Distributed Simulation using independent protocols and dynamical change in logical processes

Kawabata, Celia Leiko Ogawa
Fonte: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP Publicador: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
Tipo: Tese de Doutorado Formato: application/pdf
Publicado em 26/09/2005 Português
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56.27%
Esta tese apresenta uma avaliação do desempenho de simulações distribuídas em tempo de execução. Baseando-se nos resultados obtidos nessa avaliação é proposto um mecanismo em que diferentes protocolos de sincronização coexistem em uma mesma simulação. Esse mecanismo tem por objetivo adequar a simulação em execução ao melhor protocolo de sincronização, para garantir melhor desempenho e, conseqüentemente, resultados mais rápidos. Todas as modificações que são necessárias nos protocolos e a definição da troca de mensagens entre os processos são detalhadas neste trabalho. Esta tese apresenta também os resultados dos testes realizados para identificar os casos onde é melhor manter o protocolo conservador ou onde uma troca de protocolo deve ser considerada. Os resultados obtidos são apresentados e mostram em que momento a troca deve ser considerada. Diferentes abordagens podem ser utilizadas para avaliar o desempenho da simulação, considerando cada processo individualmente ou todos os processos globalmente. De maneira análoga, a troca de protocolos pode ser realizada de forma local ou global. Essas considerações permitem a criação de uma taxonomia para a troca de protocolo que também é apresentada nesta tese.; This thesis presents a performance evaluation of distributed simulations during execution time. According to the results obtained in this evaluation...

Influências de políticas de escalonamento no desempenho de simulações distribuídas; Influences of scheduling policies on the performance of distributed simulations

Voorsluys, Bárbara Lopes
Fonte: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP Publicador: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
Tipo: dissertação de mestrado Formato: application/pdf
Publicado em 07/04/2006 Português
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56.3%
Este trabalho analisa o impacto causado no desempenho de uma simulação distribuída quando técnicas de particionamento convencionais são empregadas. Essas técnicas não levam em conta informações inerentes ao estado da simulação. Pelo fato da execução de uma simulação também estar sujeita a sofrer interferências da plataforma, informações sobre a potência computacional de cada recurso utilizado e sobre o tipo de simulação, podem ser aplicadas em seu particionamento. Foram utilizadas informações estáticas, geradas através da avaliação da plataforma com benchmarks, e dinâmicas, obtidas através de índices de carga. Os resultados obtidos da utilização destas técnicas se mostram atrativos, principalmente quando o objetivo é a execução das simulações em ambientes que não disponibilizam políticas de escalonamento específicas e sim políticas convencionais. Nos estudos de casos avaliados, observaram-se ganhos satisfatórios, como a redução de até 24% do tempo de execução, um aumento de até 22% de eficiência e 79% menos rollbacks causados. Percebe-se que dependendo do tempo que se dispõe e dos objetivos pretendidos, as técnicas convencionais podem ser empregadas em simulações distribuídas. Este trabalho também contribui com o aperfeiçoamento das duas ferramentas utilizadas: WARPED e AMIGO. Uma interface de comunicação entre as duas ferramentas foi desenvolvida...

Modelagem e simulação distribuída de sistemas produtivos.; Distributed modeling and simulation of productive systems.

Junqueira, Fabrício
Fonte: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP Publicador: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
Tipo: Tese de Doutorado Formato: application/pdf
Publicado em 22/06/2006 Português
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56.42%
As tecnologias da informação, telecomunicações e mobilidade aliadas às mudanças econômicas e sociais acarretaram uma grande reestruturação da indústria. Entre estas mudanças, verifica-se um maior nível de descentralização e especialização das unidades produtivas, o aumento da automação dos processos e, em conseqüência, uma maior quantidade e complexidade nas interações de seus sub-sistemas. De forma a lidar com esta complexidade e facilitar o estudo e projeto de novos sistemas, faz-se necessário o uso de modelos, que são analisados por exemplo, através de simulação. Entre elas destaca-se a simulação distribuída, a qual trata da evolução de situações/cenários do sistema em computadores fisicamente dispersos, conectados através de uma rede de comunicação, visando, por exemplo, a redução do tempo de simulação, a simulação de grandes modelos(composto por muitos elementos), maior tolerânica a falhas e mesmo a distribuição geográfica. Visando contribuir para uma maior aplicabilidade das técnicas de modelagem e simulação, em especial a distribuída, propõe-se nesta tese (1) um novo método para a modelagem hierárquica de sistemas produtivos; e (2) um novo algoritmo para a sincronização da evolução do tempo de simulação de diferentes simuladores interagindo através de redes de comunicação (LAN...

ASDA: um ambiente de simulação distribuída automático; ASDA: an automatic distributed simulation environment

Bruschi, Sarita Mazzini
Fonte: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP Publicador: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
Tipo: Tese de Doutorado Formato: application/pdf
Publicado em 25/11/2002 Português
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66.4%
Esta tese propõe um ambiente automático para desenvolvimento de simulação distribuída ASDA (Ambiente de Simulação Distribuída Automático), que tem como objetivo principal facilitar a utilização e desenvolvimento de simulação distribuída. As funcionalidades definidas no ASDA tornam-o diferente de todos os outros ambientes encontrados na literatura. A especificação do ASDA foi realizada através de um diagrama modular composto por sete módulos e também com o auxílio da ferramenta UML (Unified Modelling Language), através da utilização de três de seus diagramas: de casos de uso, de classes e de atividades. O ASDA permite aos usuários a utilização de simulação distribuída através da definição de uma nova simulação ou da replicação de um programa de simulação já desenvolvido. Se a opção for pelo desenvolvimento de um novo programa de simulação, o usuário deve fornecer o modelo e os parâmetros e o ambiente se encarrega de gerar o código do programa de simulação utilizando a abordagem que proporciona o melhor desempenho, levando em consideração as características do modelo e da plataforma. Além da especificação do ASDA, esta tese definiu um protótipo do ambiente com o objetivo de mostrar sua viabilidade de utilização. Neste protótipo...

Um simulador para modelos de larga escala baseado no padrão scalable simulation framework (ssf); A large-scale model simulator based on the scalable simulation framework (ssf)

Jahnecke, Alexandre Nogueira
Fonte: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP Publicador: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
Tipo: dissertação de mestrado Formato: application/pdf
Publicado em 06/07/2007 Português
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56.45%
Esta dissertação apresenta uma proposta de um simulador de modelos de larga escala para o Ambiente de Simulação Distribuída Automático (ASDA), uma ferramenta que facilita a utilização e o desenvolvimento de simulação distribuída e que vem sendo objeto de pesquisas e estudos no Laboratório de Sistemas Distribuídos e Programação Concorrente (LaSDPC) do ICMC-USP. Tal simulador permite ao ASDA a construção de modelos e programas que simulam modelos de redes de filas de larga escala, operações estas que tornam a ferramenta ainda mais completa. O simulador é baseado no padrão público para simulação distribuída de larga escala denominado Scalable Simulation Framework (SSF). O protótipo do simulador desenvolvido é constituído de um programa cliente-servidor, mas podem ser observados três componentes principais: um compilador, que traduz os modelos escritos em linguagem de modelagem para linguagem C++; o módulo SSF que define a API utilizada pelos programas de simulação; e um módulo de execução, que executa os programas de simulação, analisa os resultados e os repassa para um gerador de relatórios. O simulador contribui ainda com mais estudos acerca de simulação, simulação distribuída e modelagem de sistemas utilizando as ferramentas desenvolvidas pelo grupo; This dissertation presents a proposal for a large-scale model simulator...

Avaliação de políticas de escalonamento para execução de simulações distribuídas; Evaluation of politics of scheduling for execution of distributed simulations

Carvalho Junior, Osvaldo Adilson de
Fonte: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP Publicador: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
Tipo: dissertação de mestrado Formato: application/pdf
Publicado em 26/05/2008 Português
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56.33%
Um melhor escalonamento em simulação distribuída é fundamental para uma execução mais rápida e eficiente. O projeto desenvolvido tem como objetivo a avaliação de desempenho de políticas de escalonamento convencionais e específicas para Simulação Distribuída (SD), apresentando uma comparação do desempenho destas duas abordagens. Análises das pesquisas feitas na área mostram que não existe avaliação semelhante. Assim, este trabalho tem a importante contribuição de demonstrar as vantagens e desvantagens do uso de políticas tradicionais em relação às específicas em SD. Para execução das simulações foi utilizada a ferramenta Warped, que está descrita nesta dissertação. Foram desenvolvidas e implementadas novas técnicas de escalonamento que utilizam os resultados da simulação em execução, assim executam um melhor balanceamento de carga. Para o desenvolvimento deste projeto foi necessária uma revisão bibliográfica envolvendo conceitos de simulação distribuída com seus respectivos protocolos de sincronização, escalonamento de processos específicos para programas de SD e políticas tradicionais. Com este estudo soma-se como contribuição deste trabalho uma nova classificação das políticas específicas para SD que utilizam protocolo otimista; A bestter scheduling in distributed simulation is fundamental to a fast and efficient execution. The developed project has as objective the evaluation of performance of conventional and specific politics of scheduling for Distributed Simulation (DS)...

Planejamento de experimentos com várias replicações em paralelo em grades computacionais; Towards distributed simulation design of experiments on computational grids

Pereira Júnior, Lourenço Alves
Fonte: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP Publicador: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
Tipo: dissertação de mestrado Formato: application/pdf
Publicado em 07/06/2010 Português
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56.1%
Este trabalho de mestrado apresenta um estudo de Grades Computacionais e Simulações Distribuídas sobre a técnica MRIP. A partir deste estudo foi possível propor e implementar o protótipo de uma ferramenta para Gerenciamento de Experimento em Ambiente de Grade, denominada Grid Experiments Manager - GEM, organizada de forma modular podendo ser usada como um programa ou integrada com outro software, podendo ser expansível para vários middlewares de Grades Computacionais. Com a implementação também foi possível avaliar o desempenho de simulações sequenciais com aquelas executadas em cluster e em uma Grade Computacional de teste, sendo construído um benchmark que possibilitou repetir a mesma carga de trabalho para os sistemas sobre avaliação. Com os testes foi possível verificar um ganho alto no tempo de execução, quando comparadas as execuções sequenciais e em cluster, obteve-se eficiência em torno de 197% para simulações com tempo de execução baixo e 239% para aquelas com tempo de execução maior; na comparação das execuções em cluster e em grade, obteve-se os valores para eficiência de 98% e 105%, para simulações pequenas e grandes, respectivamente; This master's thesis presents a study of Grid Computing and Distributed Simulations using the MRIP approach. From this study was possible to design and implement the prototype of a tool for Management of Experiments in Grid Environment...

Particionamento de processos lógicos em simulação distribuída utilizando algoritmo genético"; Logical process partitioning in distributed simulation using genetic algorithmic

Silva, Michel Pires da
Fonte: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP Publicador: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
Tipo: dissertação de mestrado Formato: application/pdf
Publicado em 14/02/2006 Português
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66.3%
Esta dissertação tem por objetivo apresentar uma abordagem baseada em técnicas de inteligência artificial para automatizar a etapa de particionamento de modelos em simulação distribuída. Essa abordagem utiliza os conceitos da computação evolutiva para o desenvolvimento de um algoritmo genético capaz de otimizar o processo de particionamento e auxiliar a tomada de decisões na tarefa de obtenção dos processos lógicos. Objetiva-se com sua aplicação minimizar o tempo de execução da simulação distribuída, evitando que o pior tempo de execução seja utilizado. Para alcançar esse objetivo, o particionamento apresentado como solução é caracterizado pelo balanceamento de carga e pela baixa latência de comunicação entre processos. Isso é possível porque o algoritmo genético utiliza informações contidas no modelo e na arquitetura de onde a simulação será executada. Esses padrões são utilizados para obter informações sobre a comunicação entre processos, a carga de processamento por centro de serviço e a capacidade de processamento das máquinas; This dissertation presents an approach based on intelligence artificial technics to automatize the model partitioning stage in distributed simulation. This approach makes uses evolutive computing concepts to developed a genetic algorithmic that can optimize the partitioning process and help to take decisions in the task to get the logical process. The propose of this algorithm is reduce to execution time the distributed simulation and to avoid the use of the worst execution time. To reach this target...

On developing efficient applications using conservative distributed simulation paradigm

Ulson, R. S.; Santana, RHC; Santana, M. J.; Spolon, R.; Kerckhoffs, EJH; Snorek, M.
Fonte: Soc Computer Simulation Publicador: Soc Computer Simulation
Tipo: info:eu-repo/semantics/conferencepaper Formato: 628-632
Português
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76.35%
This paper aims to present, using a set of guidelines, how to apply the conservative distributed simulation paradigm (CMB protocol) to develop efficient applications. Using these guidelines, even a user with little experience on distributed simulation and computer architecture can have good performance on distributed simulations using conservative synchronization protocols for parallel processes.The set of guidelines is focus on a specific application domain, the performance evaluation of computer systems, considering models with coarse granularity and few logical processes and running over two platforms: parallel (high performance communication environment) and distributed (low performance communication environment).

Reusable Component Model Development Approach for Parallel and Distributed Simulation

Zhu, Feng; Yao, Yiping; Chen, Huilong; Yao, Feng
Fonte: Hindawi Publishing Corporation Publicador: Hindawi Publishing Corporation
Tipo: text
Publicado em 03/03/2014 Português
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46.21%
Model reuse is a key issue to be resolved in parallel and distributed simulation at present. However, component models built by different domain experts usually have diversiform interfaces, couple tightly, and bind with simulation platforms closely. As a result, they are difficult to be reused across different simulation platforms and applications. To address the problem, this paper first proposed a reusable component model framework. Based on this framework, then our reusable model development approach is elaborated, which contains two phases: (1) domain experts create simulation computational modules observing three principles to achieve their independence; (2) model developer encapsulates these simulation computational modules with six standard service interfaces to improve their reusability. The case study of a radar model indicates that the model developed using our approach has good reusability and it is easy to be used in different simulation platforms and applications.

ESIM_DSN Web-Enabled Distributed Simulation Network

Bedrossian, Nazareth; Novotny, John
Tipo: jsc-cn-7445 Formato: application/pdf
Português
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46.25%
In this paper, the eSim(sup DSN) approach to achieve distributed simulation capability using the Internet is presented. With this approach a complete simulation can be assembled from component subsystems that run on different computers. The subsystems interact with each other via the Internet The distributed simulation uses a hub-and-spoke type network topology. It provides the ability to dynamically link simulation subsystem models to different computers as well as the ability to assign a particular model to each computer. A proof-of-concept demonstrator is also presented. The eSim(sup DSN) demonstrator can be accessed at http://www.jsc.draper.com/esim which hosts various examples of Web enabled simulations.

Distributed Simulation for Space Exploration

Crues, Edwin Z.
Tipo: siso spring 2006 siw; 2-7 apr. 2006; huntsville, al; united states Formato: application/pdf
Português
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46.42%
This viewgraph presentation reviews the use of simulation and modeling in preparation for the planned exploration initiatives. The Exploration Systems Mission Directorate (EMSD) Integrated Modeling and Simulation (IM&S) team strategy encompasses a wide spectrum of simulation and modeling policies and technologies. One prominent technology is distributed simulation. The DIstributed Simulation (DIS),a collaborative simulation project with international participation (US and Japan) is reviewed as an example of distributed simulation development. The Distributed Space Exploration Simulation (DSES) is another example of distributed simulation that is described

NASA Constellation Distributed Simulation Middleware Trade Study

Hasan, David; Bowman, James D.; Fisher, Nancy; Cures, Edwin Z.; Cutts, Dannie
Tipo: 2008 spring simulation interoperability workshop (siw); 14-18 apr. 2008; providence, ri; united states Formato: application/pdf
Português
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46.3%
This paper presents the results of a trade study designed to assess three distributed simulation middleware technologies for support of the NASA Constellation Distributed Space Exploration Simulation (DSES) project and Test and Verification Distributed System Integration Laboratory (DSIL). The technologies are the High Level Architecture (HLA), the Test and Training Enabling Architecture (TENA), and an XML-based variant of Distributed Interactive Simulation (DIS-XML) coupled with the Extensible Messaging and Presence Protocol (XMPP). According to the criteria and weights determined in this study, HLA scores better than the other two for DSES as well as the DSIL.

A Distributed Simulation Facility to Support Human Factors Research in Advanced Air Transportation Technology

Hansman, R. John, Jr.; Farley, Todd C.; Ladik, John F.; Amonlirdviman, Keith; Sherer, Dana Z.
Tipo: 1998 fall simulation interoperability workshop; 13-18 sep. 1998; orlando, fl; united states Formato: application/pdf
Português
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46.33%
A distributed real-time simulation of the civil air traffic environment developed to support human factors research in advanced air transportation technology is presented. The distributed environment is based on a custom simulation architecture designed for simplicity and flexibility in human experiments. Standard Internet protocols are used to create the distributed environment, linking all advanced cockpit simulator, all Air Traffic Control simulator, and a pseudo-aircraft control and simulation management station. The pseudo-aircraft control station also functions as a scenario design tool for coordinating human factors experiments. This station incorporates a pseudo-pilot interface designed to reduce workload for human operators piloting multiple aircraft simultaneously in real time. The application of this distributed simulation facility to support a study of the effect of shared information (via air-ground datalink) on pilot/controller shared situation awareness and re-route negotiation is also presented.

Design of Object-Oriented Distributed Simulation Classes

Schoeffler, James D.
Tipo: nas 1.26:207102; nasa/cr-95-207102 Formato: application/pdf
Português
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46.43%
Distributed simulation of aircraft engines as part of a computer aided design package being developed by NASA Lewis Research Center for the aircraft industry. The project is called NPSS, an acronym for "Numerical Propulsion Simulation System". NPSS is a flexible object-oriented simulation of aircraft engines requiring high computing speed. It is desirable to run the simulation on a distributed computer system with multiple processors executing portions of the simulation in parallel. The purpose of this research was to investigate object-oriented structures such that individual objects could be distributed. The set of classes used in the simulation must be designed to facilitate parallel computation. Since the portions of the simulation carried out in parallel are not independent of one another, there is the need for communication among the parallel executing processors which in turn implies need for their synchronization. Communication and synchronization can lead to decreased throughput as parallel processors wait for data or synchronization signals from other processors. As a result of this research, the following have been accomplished. The design and implementation of a set of simulation classes which result in a distributed simulation control program have been completed. The design is based upon MIT "Actor" model of a concurrent object and uses "connectors" to structure dynamic connections between simulation components. Connectors may be dynamically created according to the distribution of objects among machines at execution time without any programming changes. Measurements of the basic performance have been carried out with the result that communication overhead of the distributed design is swamped by the computation time of modules unless modules have very short execution times per iteration or time step. An analytical performance model based upon queuing network theory has been designed and implemented. Its application to realistic configurations has not been carried out.

Distributed simulation using a real-time shared memory network

Mattern, Duane L.; Wong, Edmond; Simon, Donald L.; Musgrave, Jeffrey L.
Tipo: nasa-tm-106239; e-7969; avscom-tr-92-c-020; ad-a268827; nas 1.15:106239 Formato: application/pdf
Português
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46.33%
The Advanced Control Technology Branch of the NASA Lewis Research Center performs research in the area of advanced digital controls for aeronautic and space propulsion systems. This work requires the real-time implementation of both control software and complex dynamical models of the propulsion system. We are implementing these systems in a distributed, multi-vendor computer environment. Therefore, a need exists for real-time communication and synchronization between the distributed multi-vendor computers. A shared memory network is a potential solution which offers several advantages over other real-time communication approaches. A candidate shared memory network was tested for basic performance. The shared memory network was then used to implement a distributed simulation of a ramjet engine. The accuracy and execution time of the distributed simulation was measured and compared to the performance of the non-partitioned simulation. The ease of partitioning the simulation, the minimal time required to develop for communication between the processors and the resulting execution time all indicate that the shared memory network is a real-time communication technique worthy of serious consideration.