افزایش نیاز به دستگاه‌های الکترونیکی چندمنظوره قابل حمل مانند تلفن‌های هوشمند باعث شده تا مصرف انرژی این سیستم‌ها دارای اهمیت فراوانی باشد. از طرف دیگر گرایش زیاد تولیدکنندگان این سیستم‌ها به تولید پردازنده‌های چندهسته‌ای باعث شده تا مسئله مصرف انرژی و کارایی سیستم، یکی از مهم‌ترین دغدغه طراحان باشد.
در این پژوهش موضوع زمانبندی وظایف در یک سیستم تعبیه شده بی‌درنگ نرم با هدف کاهش انرژی مصرفی و افزایش کارایی، مورد بررسی قرار گرفت. بطور کلی سه دسته از الگوریتم‌های زمانبندی وظایف بی‌درنگ در این گونه از سیستم ها معرفی شده است؛ الگوریتم‌های جزءبندی، الگوریتم‌های سراسری و الگوریتم‌های دوگانه. روش پیشنهادی در این پژوهش را می‌توان در دسته اگوریتم‌های دوگانه طبقه بندی کرد. الگوریتم پیشنهادی ما دارای سه سطح می‌باشد. در سطح اول، وظایف کل سیستم به دو دسته وظایف تناوبی و وظایف غیرتناوبی، تفکیک شده و هسته‌های پردازنده نیز متناسب با تعداد و نوع مشخصه‌های وظایف در بهترین وضعیت خروجی نسبت دهی می‌شوند. در سطح دوم، وظایف تناوبی و غیرتناوبی هرکدام با الگوریتم جداگانه‌ای به هسته‌های مربوط به خودشان، توزیع می‌شوند. و درنهایت در سطح سوم، با ارائه الگوریتمی برای تنظیم فرکانس و ولتاژ پردازنده، پارامترهای خروجی سیستم بدست می‌آید.
ما در این پژوهش الگوریتمی را پیشنهاد دادیم که همزمان، به هر دو مسئله انرژی مصرفی و کارایی سیستم توجه می‌کند. این مسئله نتیجه دو نوآوری در پژوهش ما است. یکی از این نوآوری‌ها این است که ما همزمان توانستیم سه پارامتر انرژی مصرفی، نرخ نقض سررسید و زمان پاسخ وظایف غیرتناوبی را بهبود دهیم. و نوآوری دیگر این است که هسته‌ها را متناسب با نوع وظایف در بهترین نسبت ممکن تفکیک سازی کردیم. که تأثیر آن روی پارامترهای انرژی مصرفی و زمان پاسخ وظایف بوضوح در شبیه‌سازی و نتایج آن قابل رویت است.
پیاده‌سازی الگوریتم پیشنهادی روی یک پردازنده تلفن همراه که یک سیستم تعبیه شده بی‌درنگ نرم می‌باشد، می‌تواند علاوه بر اینکه طول عمر مفید باطری آن را تا حد زیادی افزایش دهد، باعث کاهش زمان پاسخ و زمان انتظار وظایف غیرتناوبی مانند لمس کردن صفحه، حرکت کردن بین منوها و بازکردن برنامه‌ها شود.
6-2 پیشنهادات
در این پایان‌نامه الگوریتمی برای توزیع و زمانبندی وظیفه‌ها در سیستم‌های تعبیه‌شده بی‌درنگ نرم چندهسته‌ای مطرح شد که هدف آن کاهش انرژی مصرفی هسته‌ها و افزایش کارایی سیستم می‌باشد. در این الگوریتم مسئله تفکیک هسته‌ها با توجه به وظایف تناوبی و غیرتناوبی به صورت ایستا انجام می‌شود. در این میان چند پیشنهاد می‌تواند برای کارهای آینده مطرح شود:
یکی از پیشنهاداتی که می‌تواند به عنوان کارهای آینده مورد توجه قرار گیرد این است که تفکیک هسته‌ها برای وظایف تناوبی و غیرتناوبی که در سطح اول الگوریتم پیشنهادی ما به صورت ایستا انجام می‌شود، به شکل پویا در حین اجرای وظایف انجام شود، به این صورت که متناسب با ظرفیت باقیمانده منبع تامین‌کننده انرژی ( به عنوان مثال باطری گوشی)، نسبت هسته‌ها برای وظایف تناوبی و غیرتناوبی تغییر کند.
از جمله پیشنهادات دیگر این است که می‌توان زمانبندی را متناسب با توان واحد ذخیره ساز انرژی و متناسب با سطح باقیمانده انرژی ذخیره شده در آن انجام داد.
پیشنهاد آخر این است که می‌توان زمانبندی و توزیع وظایف بین هسته‌ها را با درنظر گرفتن وظایف پراکنده علاوه بر وظایف تناوبی و غیرتناوبی انجام داد.
مراجع
[1] Marwedel .P , Embedded system design: Embedded systems foundations of cyber-physical systems. Springer Science & Business Media, 2010.
[2] de Carvalho .F and de Lemos Meira . S.O , “An embedded software component quality evaluation methodology” ,PHD THESIS ,federal University of Pernambuco , 2010.
[3] Walker .M.J , Das .A.K , V Merrett .G , and Hashimi .B.M , “Run-time power estimation for mobile ad embedded asymmetric multi-core CPUs” , HIPE Ac workshop on Energy Efficiency with Heterogonous computing,Amesterdam NL, 2015.
]4[ کریمی افشار.ع ، زمانبندی وظایف بلادرنگ در سیستمهای ناهمگن تعبیهشده، دانشکده برق و کامپیوتر، دانشگاه صنعتی اصفهان، گزارش علمی، 1391 .
[5] Nelissen .G , “Efficient Optimal Multiprocessor Scheduling Algorithms for Real-Time Systems” , PhD thesis , University Libre de Bruxelles, 2012.
[6] Koolwal .K and Engineer .R , “Myths and realities of real-time linux software systems ” , in Proc. Real-Time Linux Workshop (RTLWS), 2009.
[7] Nissanke .N , Realtime systems , Prentice-Hall, Inc , 1997.
[8] Khan .M , and Hafiz .G , “Simulation of multi-core scheduling in real-time embedded systems” , Master thesis , university of Stuttgart, 2014.
[9] Swaminathan .V and Chakrabarty .K , “Real-time task scheduling for energy-aware embedded systems ” , J. Franklin Inst., vol. 338, no. 6, pp. 729-750, 2001.
[10] Power Electronic-EEIIT Kharagpur Module6; Embedded system software, published by aldipdg , Mar 2010 .
[11] Chantem .T , Hu .X.S , and Lemmon .M.D , “Period and deadline selection problem for real-time systems” , in Real Time Systems Symposium (work-inprogress track), 2007.
[12] Munk .P , “Visualization of scheduling in real-time embedded systems” , Master thesis , university of Stuttgart , 2013.
[13] Balarin .F , Lavagno .L , Murthy .P , and Sangiovanni-Vincentelli .A , “Scheduling for embedded real-time systems” , IEEE Des. Test Comput., no. 1, pp. 71-82, 1998.
[14] Tsafrir .D , “The context-switch overhead inflicted by hardware interrupts (and the enigma of do-nothing loops)” , in Proceedings of the 2007 workshop on Experimental computer science, p. 4 , 2007.
[15] Tanenbaum .A.S , Moderne Betriebssysteme. Pearson Deutschland Germany, 3rd edition , 2009.
[16] Ferry .D , Li .J , Mahadevan .M , Agrawal .K , Gill .C , and Lu .C , “A real-time scheduling service for parallel tasks” , in Real-Time and Embedded Technology and Applications Symposium (RTAS), 2013 IEEE 19th , pp. 261-272, 2013.
[17] Wolf .W , Jerraya .A.A , and Martin .G‌ , “Multiprocessor system-on-chip (MPSoC) technology” , Computer-Aided Design of Integrated Circuits and Systems, IEEE Transactions, vol. 27, no. 10, pp. 1701-1713, 2008.
[18] Martin .G , “Overview of the MPSoC design challenge” , in Proceedings of the 43rd annual Design Automation Conference, pp. 274-279, 2006.
[19] Buttazzo .G.C , Hard real-time computing systems: predictable scheduling algorithms and applications, vol. 24. Springer Science & Business Media, 2011.
[20] Davis .R.I , “A review of fixed priority and EDF scheduling for hard real-time uniprocessor systems” , ACM SIGBED Rev., vol. 11, no. 1, pp. 8-19, 2014.
[21] Tucci .P , “Hardware/Software Design of Dynamic Real-Time Schedulers for Embedded Multiprocessor Systems” , PhD THESIS , UNIVERSITY OF BOLOGNA , Italy , 2013.
[22] Seo .E , Jeong .J , Park .S , and Lee .J , “Energy efficient scheduling of real-time tasks on multicore processors” , Parallel Distrib. Syst. IEEE Transaction , vol. 19, no. 11, pp. 1540-1552, 2008.
[23] Chetto .M and Queudet .A , “A Note on EDF Schedulingfor Real-Time Energy Harvesting Systems” , Computer IEEE Transaction., vol. 63, no. 4, pp. 1037-1040, 2014.
[24] Min-Allah .N , Hussain .H , Khan .S.U , and Zomaya .A.Y , “Power efficient rate monotonic scheduling for multi-core systems” , Journal. Parallel Distrib. Comput., vol. 72, no. 1, pp. 48-57, 2012.
[25] Labrosse .J , “The Real Time Kernel MicroC/OS-II” , CMP Books, May, 2002.
[26] Becker .M , Schmidt .A , Orehek .M , and Nolte .T , “Saving energy by means of dynamic load management in embedded multicore systems” , in Industrial Embedded Systems (SIES), 2014 9th IEEE International Symposium on, pp. 11-20, 2014.
[27] Gruian .F , “Hard real-time scheduling for low-energy using stochastic data and DVS processors” , in Proceedings of the 2001 international symposium on Low power electronics and design, pp. 46-51, 2001.
[28] Wang .H.C , Woungang .I , Yao .C.W , Anpalagan .A , and Obaidat .M.S , “Energy-efficient tasks scheduling algorithm for real-time multiprocessor embedded systems” , J. Supercomput., vol. 62, no. 2, pp. 967-988, 2012.
[29] Hillsboro, “Dynamic Power Management In An Embedded Systems” ,pp. 1-13, 2005.
[30] Lin .C.C , Chang .C.J , Syu .Y.C , Wu .J.J , Liu .P , Cheng .P.W , and Hsu .W.T , “An Energy-Efficient Task Scheduler for Multi-core Platforms with Per-core DVFS Based on Task Characteristics” , in Parallel Processing (ICPP), 2014 43rd International Conference on, pp. 381-390, 2014.
[31] Shin .Y , Choi .K , and Sakurai .T , “Power optimization of real-time embedded systems on variable speed processors” , in Proceedings of the IEEE/ACM international conference on Computer-aided design, pp. 365-368, 2000.
[32] Salehi .M.E , Samadi .M , Najibi .M , Afzali-Kusha .A , Pedram .M , and Fakhraie .S.M , “Dynamic voltage and frequency scheduling for embedded processors considering power/performance tradeoffs” , Very Large Scale Integr. Syst. IEEE Trans., vol. 19, no. 10, pp. 1931-1935, 2011.
[33] Spiga .M , Alimonda .A , Carta .S , Aymerich .F , and Acquaviva .A , “Exploiting memory-boundedness in energy-efficient hard real-time scheduling” , in Industrial Embedded Systems, IES’06. International Symposium on, pp. 1-10, 2006.
[34] Jeon .H , Lee .W.H , and Chung .S.W , “Load unbalancing strategy for multicore embedded processors” , Journal Computers, IEEE Transactions on ,vol. 59, no. 10, pp. 1434-1440, 2010.
[35] Liu .J and Yang .M , “Task scheduling of real-time systems on multi-core embedded processor” , in Intelligent Systems and Knowledge Engineering (ISKE), 2010 International Conference on, pp. 580-583, 2010.
[36] Cho .K.M , Tsai .C.W , Chiu .Y.S , and Yang .C.S , “A High Performance Load Balance Strategy for Real-Time Multicore Systems” , Sci. World Journal , 2014.
[37] Digalwar .M , Gahukar .P , and Mohan .S , “Design and development of a real time scheduling algorithm for mixed task set on multi-core processors” , in Contemporary Computing (IC3), 2014 Seventh International Conference on, pp. 265-269, 2014.
[38] Liu .S , Qiu .Q , and Wu .Q , “Energy aware dynamic voltage and frequency selection for real-time systems with

این مطلب رو هم توصیه می کنم بخونین:   منابع تحقیق با موضوعزبان فرانسه، عالم محسوس، کارل بارت
دسته‌ها: No category

دیدگاهتان را بنویسید