SMP 기반 RTEMS 운영체제 환경에서의 스케줄링 성능 분석
Scheduling Performance Analysis of SMP-based RTEMS
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초록
다중 코어 임베디드 시스템의 확산과 함께, 실시간 운영체제의 SMP 스케줄링 정책은 성능에 영향을 미친다. 특히 우주, 방위산업 등 고신뢰성환경에서는 제한된 하드웨어 자원에서 최적의 스케줄링 구성을 하는 것이 필수적이다. 기존 연구에서는 Global Queue와 Partitioned Queue의일반적 특성은 다루었으나 구체적인 성능 비교는 부족하다. 본 연구에서는 GR740 아키텍처를 SIS에서 시뮬레이션하고, RTEMS 환경에서 두 방식의성능을 비교하였다. 실험 환경은 4코어 SMP 구조로, 각 코어를 독립적인 CPU로 인식하여 스케줄링을 수행한다. 실험 결과, 캐시 친화성이 중요한Cache-Friendly 태스크에서는 Partitioned Queue가, 부하 분산이 중요한 CPU-bound 태스크에서는 Global Queue가 더 우수한 성능을 보였다. 이 결과는 SMP 기반 RTEMS 운영체제 환경에서 응용 프로그램에 따라 운영체제의 스케줄러 구성을 하는데 활용될 수 있다.
Abstract
With the proliferation of multi-core embedded systems, the SMP scheduling policy of real-time operating systems significantly impactssystem performance. In high-reliability environments such as aerospace and defense, it is essential to optimize scheduling configurationsunder limited hardware resources. While previous studies have discussed the general characteristics of Global and Partitioned Queues,detailed performance comparisons remain insufficient. This study simulates the GR740 architecture using SIS and compares theperformance of the two scheduling approaches in the RTEMS environment. The experimental setup uses a 4-core SMP architecture, wherethe operating system recognizes each core as an independent CPU for scheduling. The results show that for cache-friendly tasks, thePartitioned Queue demonstrates superior performance due to better cache locality, whereas for CPU-bound tasks that require loadbalancing, the Global Queue performs better. These findings can serve as a guideline for selecting appropriate scheduling strategies inSMP-based RTEMS systems according to application requirements.