실시간 사이버 물리 시스템을 위한 병렬 작업 멀티코어 스케줄링 기법
Parallel Task Multi-core Scheduling for Real-time Cyber-physical Systems
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초록
사이버 물리 시스템 (Cyber-Physical Systems; CPS)은 물리적 장치를 제어하는 컴퓨터 시스템이다. 자동차/항공기, 의료 시스템과 같은 안전 최우선 (safety-critical) 시스템이 대표적인 CPS 시스템이며, 이러한 시스템은 필연적으로 실시간성을 공통적으로 요구하고 있다. 실시간 시스템(real-time system)은 정해진 시간 안에 연산을 수행해야 시스템이다. 일부 실시간 시스템은 종종 대규모 연산 작업을 수행할 필요가 있으며, 이를 위해서는 멀티코어 환경의 병렬성을 극대화할 수 있는 방안이 필요하다. 이에 따라, 여러 thread를 동시 실행할 수 있는 ‘병렬 작업’ 구조가 매력적인 대안으로 제시되고 있으며, 최근 들어, 이러한 병렬 작업 구조를 고려한 실시간 스케줄링 연구에 관심이 지속적으로 증가하고 있다. 본 연구는 병렬 작업 구조에 특화된, 고정 우선순위 기반 스케줄링 가능성 분석 기법을 최초로 제안하고, 이에 기반한 최적 고정 우선순위 할당 기법을 소개한다. 본 연구의 실험 결과에 따르면, 제안된 기법은 현재 state-of-the-art 기법에 비해 최고 57% 실시간 스케줄링 성능을 향상할 수 있다.
Abstract
Cyber-Physical Systems (CPS) are computing systems that control physical devices and environments. Good examples include automotive, avionics and medical systems, which are often safety-critical. Such safety-critical systems inherently require real-time guarantees. Real-time systems are ones that should complete computation subject to timing constraints. Many real-time systems often need to accomplish large-scale computing, and parallel computing is one of the attractive solutions to deal with scalability. Recently, there is a growing interest in parallel computing for real-time systems. This work proposes the first schedulability analysis technique that explicitly exploits the structure of parallel tasks, and it also introduces an optimal priority assignment subject to the proposed analysis. The proposed approaches are shown to advance the state-of-the-art by up to 57%.
참고문헌 (5)
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