Synchronous dataflow languages are a popular tool for systems specification in domains such as real-time control and hardware design. The potential benefits are promising: Discrete-time semantics and deterministic concurrency reduce the state-space of parallel designs, and the engineer's intuition of uniformly progressing physical time is clearly reflected. However, for deriving implementations, use of synchronous programs is currently limited to hardware synthesis, generation of non-distributed software, or deployment on time-triggered architectures. For distributed software systems based on event-triggered bus systems and on-line schedulers, it is still an open problem how conformance with an abstract synchronous design is to be defined. This thesis examines both the problem of synthesis, and the problem of behavioral preservation, for distributed implementations of synchronous programs. A simple synchronous language is presented: this class of languages is shown to meet some essential application requirements, such as boundedness of computational resources, or compositionality. For programs with appropriate delays at subsystem boundaries, two complementary implementation schemes suited for the OSEK operating system and event-triggered communication media, respectively, are presented. Both implementation schemes are characterized by the fact that individual steps of the synchronous program's semantics are spread out in time, or linearized. For such linearized implementations, we provide a general formal framework, where the synchronous program and its linearized implementation are captured both on the level of language (words) and on the level of transition structures (automata). As an example application of the theory, it is shown how certain behavioral properties expressed in the temporal logic LTL can be preserved from the synchronous program to its implementation. A simple method is provided for checking whether a given property is preservable.     «

Synchronous dataflow languages are a popular tool for systems specification in domains such as real-time control and hardware design. The potential benefits are promising: Discrete-time semantics and deterministic concurrency reduce the state-space of parallel designs, and the engineer's intuition of uniformly progressing physical time is clearly reflected. However, for deriving implementations, use of synchronous programs is currently limited to hardware synthesis, generation of non-distributed...     »

Synchrone Datenflusssprachen sind ein etabliertes Mittel der Systembeschreibung in Anwendungsdomänen wie Regelungs- und Steuerungssystemen oder Hardwareentwurf. Diese Klasse von Sprachen bietet einige bekannte Vorteile, wie zum Beispiel einen gegenüber anderen Ansätzen reduzierten Zustandsraum bei der Beschreibung paralleler Systeme. Für die Synthese von Implementierungen ist die Verwendung von synchronen Datenflusssprachen momentan vor allem auf den nichtverteilten Fall oder auf Implementierungsplattformen mit starken Synchronisationsannahmen eingeschränkt. Dagegen existieren für schwächer synchronisierte Plattformen nur wenige Arbeiten zur semantikerhaltenden Implementierung eines synchronen Programmes. Die vorliegende Arbeit untersucht das Problem der verteilten Implementierung synchroner Programme. Zu diesem Zweck wird eine einfache synchrone Datenflusssprache definiert: es wird gezeigt, wie diese Sprachen einige typischen Anforderungen der Anwendungsdomäne erfüllt. Für synchrone Datenflussprogramme werden zwei komplementäre Implementierungsstrategien aufgezeigt, wobei die eine auf den automobilen Betriebssystemstandard OSEK basiert, während die andere für ereignisgesteuerte Kommunikationsmedien geeignet ist. Beide Mechanismen sind dadurch gekennzeichnet, dass die einzelnen Berechnungen in kausal geordneten Einzelschritten, oder linearisiert, erfolgen. Für solche linearisierten Implementierungen wird in der Arbeit eine allgemeine Theorie definiert, die ein synchrones Programm und seine Linearisierung sowohl auf der Ebene von Abläufen (Wörtern) als auch auf der Ebene konkreter Transitionssysteme (Automaten) abbildet. Als beispielhafte Verwendung der Theorie wird mit Hilfe der Temporallogik LTL demonstriert, wie bestimmte Verhaltenseigenschaften eines synchronen Programms für die Linearisierung des Programms erhalten bleiben. Dazu wird eine einfache Methode angegeben, mit der die Erhaltbarkeit einer Eigenschaft überprüft werden kann.     «

Synchrone Datenflusssprachen sind ein etabliertes Mittel der Systembeschreibung in Anwendungsdomänen wie Regelungs- und Steuerungssystemen oder Hardwareentwurf. Diese Klasse von Sprachen bietet einige bekannte Vorteile, wie zum Beispiel einen gegenüber anderen Ansätzen reduzierten Zustandsraum bei der Beschreibung paralleler Systeme. Für die Synthese von Implementierungen ist die Verwendung von synchronen Datenflusssprachen momentan vor allem auf den nichtverteilten Fall oder auf Implementierung...     »