Sistema Operacional do Terminal de Acesso de Referência

1. Sistema Operacional do Terminal de Acesso de Referência Departamento de Sistemas Eletrônicos Laboratório de Sistemas Integráveis Escola Politécnica da USP Workshop de Sistemas Operacionais – SBC2007 5 Julho 2007 Celio Hira Laisa Caroline de Paula Costa Rogério Pernas Nunes Lucas Correia Villa Real Marcelo Knörich Zuffo

2. Agenda • Introdução • TV Digital • Linha do Tempo - Sistema Brasileiro de TV Digital (SBTVD) • Sistema Operacional do Terminal de Acesso de Referência • Requisitos • Arquitetura • Conclusões Sistema Operacional do Terminal de Acesso de Referência

3. Introdução • TV Digital – transformações em relação ao sistema analógico: • Alta qualidade de som • Alta qualidade de imagem • Possibilidade de interatividade na TV Sistema Operacional do Terminal de Acesso de Referência

4. Introdução Figura 1 - Esquema Simplificado de um Sistema de TV Digital Sistema Operacional do Terminal de Acesso de Referência

5. Introdução Expansão da TV Digital pelo mundo nos últimos anos • Japão – 18 milhões de terminais de acesso vendidos até 2007. • Itália – 4 milhões de terminais de acesso vendidos nos últimos 2 anos. • Segundo dados da ITU, espera-se que 1.4 bilhão de TVs analógicas sejam substituídas nos próximos 20 anos em todo o mundo (WU et. al., 2006). Sistema Operacional do Terminal de Acesso de Referência

6. Linha do Tempo – TV Digital no Brasil Sistema Operacional do Terminal de Acesso de Referência

7. Linha do Tempo - TV Digital no Brasil • Principais objetivos do Decreto: • Definir o padrão de Televisão Digital a ser adotado no Brasil. • Definir o modelo de referência do Sistema Brasileiro de TV Digital. Sistema Operacional do Terminal de Acesso de Referência

8. Linha do Tempo - TV Digital no Brasil • Com o objetivo de apoiar as especificações do sistema, o governo brasileiro financiou o desenvolvimento da Arquitetura doTerminal de Acesso de Referência. Sistema Operacional do Terminal de Acesso de Referência

9. Linha do Tempo - TV Digital no Brasil • O decreto determina que o Brasil adotará, como base, o padrão de sinais da tecnologia japonesa ISDB. Sistema Operacional do Terminal de Acesso de Referência

10. Linha do Tempo - TV Digital no Brasil • Definição das especificações das normas do SBTVD com base nas normas do ISDB. Sistema Operacional do Terminal de Acesso de Referência

11. Linha do Tempo - TV Digital no Brasil • O início das transmissões está previsto para Dezembro/2007 em São Paulo e até Dezembro/2009 todas as capitais do país devem receber o sinal digital. Sistema Operacional do Terminal de Acesso de Referência

12. Arquitetura do Terminal de Acesso de Referência • Arquitetura concebida para contemplar: • Flexibilidade – possibilidade de implementações que variam em custo, em complexidade e aplicações. • Inclusão digital – definição de uma arquitetura mínima para garantir acesso à informação e serviços para a população marginalizada. • Capacidade de incorporação de novas tecnologias Sistema Operacional do Terminal de Acesso de Referência

13. Arquitetura do Terminal de Acesso de Referência • A arquitetura de referência incluia a proposta de uma arquitetura de software. • Tal arquitetura inclui recomendações do Sistema Operacional do Terminal de Acesso de Referência. Sistema Operacional do Terminal de Acesso de Referência

14. Arquitetura do Terminal de Acesso de Referência Figura 2 – Arquiteturas de Software de Terminais de Acesso Sistema Operacional do Terminal de Acesso de Referência

15. Sistema Operacional do Terminal de Acesso de Referência • Sistema Operacional – gerenciador de recursos. • Terminal de acesso • Processadores • Memórias • Hardware gráfico • Sintonizador • Decodificadores de áudio/vídeo • Necessidade de características que não são encontradas em um SO convencional. Sistema Operacional do Terminal de Acesso de Referência

16. Sistema Operacional do Terminal de Acesso de Referência • Requisitos • Soluções em Software Livre • Tempo de inicialização e carga do SO • Escalabilidade • Tempo de Real • Tamanho Sistema Operacional do Terminal de Acesso de Referência

17. Utilização de Soluções em Software Livre no SOTAR • Requisito aliado à política do governo brasileiro • Redução de custos • Escolha do Linux como sistema operacional base • Quantidade de desenvolvedores • Quantidade de ferramentas multimídia Sistema Operacional do Terminal de Acesso de Referência

18. Tempo de inicialização e carga do SOTAR • Tempo de inicialização é um fator importante a ser considerado • TVs – não demoram mais que 4 segundos • Windows e Linux em desktops – 30 a 60 segundos • Utilização do Software Suspend2. Sistema Operacional do Terminal de Acesso de Referência

19. Requisitos de Tempo de Real • Fluxos de áudio e vídeo devem ser decodificados em sincronia. • Passam por uma série de transformações antes de serem exibidos na tela. • Se alguma desses processos não puder ser executado devido a sobrecarga no sistema ou problemas de escalonamento, poderá haver sobressaltos nas imagens. • Existência de métodos de reserva de processamento e de rede. Sistema Operacional do Terminal de Acesso de Referência

20. Tamanho do SOTAR • Sistema Operacional deve ser minimalista, possuindo limitações típicas de um eletrônico de consumo. • Utilização da ferramenta Busybox. Sistema Operacional do Terminal de Acesso de Referência

21. Escalabilidade do SOTAR • Variedade de terminais de acesso: • Perfis de hardware de diferentes custos. • A Interface do Sistema Operacional deve fornecer abstrações que permitem que uma camada de software execute uma funcionalidade não implementada em hardware. Sistema Operacional do Terminal de Acesso de Referência

22. A Interface do Sistema Operacional (IOS) • A IOS é uma camada de abstração que torna a implementação da plataforma transparente para o middleware. • Funciona como referência para as Aplicações e para o Middleware. Figura 3 – Arquitetura de Software do Terminal de Acesso de Referência Sistema Operacional do Terminal de Acesso de Referência

23. A Interface do Sistema Operacional (IOS) • No intuito de facilitar a compreensão e a organização, a IOS foi especificada em módulos denominados de áreas funcionais. • Cada área funcional corresponde a um conjunto específico de funções afins. • Ao todo são 9 áreas funcionais. Sistema Operacional do Terminal de Acesso de Referência

24. Acesso ao Recursos de hardware pela Interface do Sistema Operacional (IOS) Figura 4 – Áreas Funcionais da IOS Sistema Operacional do Terminal de Acesso de Referência

25. Conclusões • Artigo apresenta uma visão geral do SOTAR. • Terminal de acesso sofre influência direta dos requisitos de todos os outros elementos que compõem o sistema. • O SO do Terminal de Acesso é determinante para o atendimento dos requisitos e essencial para qualquer tipo de solução. • SOTAR concentra todos os requisitos e organiza em recomendações para os fabricantes e desenvolvedores. Sistema Operacional do Terminal de Acesso de Referência

26. Referências • Wu, Y., Hirakawa, S., Reimers, U.H., Whitaker, J. (2006). “Overview of digital television development worldwide”. In: Proceedings of the IEEE, Volume 94, Issue 1, p. 8-21. • ETSI (2001). “Digital Video Broadcasting; Framing structure, channel coding and modulation for Digital Terrestrial Television”, ETSI EN 300 744, v.1.4.1. • DIBEG (1998). “Terrestrial intelligent services digital broadcasting (ISDB-T) – Specification of channel coding, framing structure and modulation”, http://www.dibeg.org/techp/Documents/Isdb-t_spec.PDF. • Tanembaum, A. (2003). “Sistemas Operacionais Modernos”, Prentice-Hall, 2ª. edição. • Andrews, D. et al. (2005). “Impact of Embedded Systems Evolution on RTOS Use and Design”, In: Workshop on Operating System Platforms for Embedded Real-Time Applications, Palma de Mallorca. • Damasio, Felipe W, Villa Real, Lucas Correia (2003). GoboHide: Uma Solução Flexível e Escalável para Inodes Ocultos no Kernel Linux, IV Workshop sobre Software Livre - WSL2003, Porto Alegre/RS. • Dirks, B., Verkuil, H., Rubli, M. (2006) “Video for Linux Two API Specification”, Draft 0.21. Sistema Operacional do Terminal de Acesso de Referência

27. Referências • Moreno, M, Soares Neto, C, Gomes, A.T., Colcher, S, Soares, L.F. (2003) “QoSOS: An adaptable architecture for QoS provisioning in network operating systems”, Journal of the Brazilian Telecommunications Society, Special Issue, v.18, n.2, p.118-131. • POSIX (2003). ISO/IEC 9945-1:2003 Information technology - Portable Operating System Interface (POSIX) - Part 1: Base Definitions. • NSS (2007). “Network Securities Services”, http://www.mozilla.org/projects/security/pki/nss/, Maio. • Muhammad, H, Detsch, A. (2002). “Uma nova proposta para a árvore de diretórios UNIX”. In: Proceedings of the III WSL – Workshop em Software Livre, Porto Alegre. • Machek, P. et al. (2004). “Power and thermal management”. In: OpenWeekend Conference. • Lin, Y. (2006). “Turn key – Image building”, Wireless/Wireline Convergence Networks Lab. • FusionSound (2007). “FusionSound Reference Manual”, http://www.directfb.org/docs/FusionSound_Reference/index.html, Maio. • ALSA (2007). “Advanced Linux Sound Architecture”, http://www.alsa-project.org/, Maio. • DirectFB (2007). “DirectFB Overview (v0.2 for DirectFB 0.9.21)”, www.directfb.org/docs/DirectFB_overview_V0.2.pdf, Maio Sistema Operacional do Terminal de Acesso de Referência