T-L plane based energy efficient real-time scheduling algorithms using dynamic power management
저자
발행사항
서울 : 중앙대학교 대학원, 2017
학위논문사항
학위논문(박사)-- 중앙대학교 대학원 : 컴퓨터공학과 시스템 소프트웨어전공 2017. 2
발행연도
2017
작성언어
영어
주제어
발행국(도시)
서울
기타서명
동적 전력 관리 기법을 사용하는 T-L 평면 기반의 에너지 효율적인 실시간 스케줄링 알고리즘
형태사항
vi, 109장 : 삽화(일부천연색) ; 26 cm
일반주기명
지도교수: 이찬근
참고문헌수록
DOI식별코드
소장기관
Embedded systems with multi-processor have been emerging in various fields, such as mobile multimedia streaming, multimedia radio network, and so on. However, this trend leads to significant power consumption in devices. Recently there has been a rise in interest in energy efficient real-time embedded systems equipped with multi-processors. The T-L plane-based scheme is known to be an optimal global scheduling technique for periodic real-time tasks on multi-processor. Unfortunately, there has been a scarcity of studies on extending T-L plane-based scheduling algorithms to exploit energy-saving techniques.
In this dissertation, we address energy saving issues of T-L plane based scheme and propose energy-efficient T-L plane scheduling algorithms for multiprocessors with dynamic power management. When using T-L plane-based scheduling, we encounter a problem that the idle time is scattered. Reducing scattered idle time is our first idea. This idea is realized by introducing a new event named event-s and rendering longer idle times in the next plane. Also, when scheduling a set of tasks with low load, systems might consume larger number of processors than actually needed. This causes the processors residing in the system to switch into sleep mode frequently. The second idea is to reduce the number of state transitions when scheduling task sets with low load. For this, the proposed schemes minimize the number of active processors at arrival event and utilize event-t and event-r to consider transition energy overhead. In the case of uniform multi-processors, the power consumption depends on the processor selected for scheduling. It also depends on which tasks are assigned to the selected processor. The third idea is to select processors and assign tasks according to energy efficiency. Several heuristic methods for selecting processors and scheduling tasks are presented. Finally, we analyze and evaluate the performance of the proposed algorithms based on the experimental results obtained by comparing with other energy-efficient T-L plane based scheduling algorithms.
멀티미디어 스트리밍, 멀티미디어 라디오 네트워크와 같은 다양한 분야에서 다중 프로세서를 지원하는 임베디드 시스템에 대한 관심이 커지고 있다. 그러나 다중 프로세서 지원은 상당한 에너지 소모를 야기한다. 최근 다중 프로세서를 갖는 실시간 임베디드 시스템의 전력 효율에 대한 관심이 증가하고 있다. T-L pane 기반 스케줄링 방법은 다중 프로세서 상에서 주기적인 실시간 태스크를 위한 글로벌 스케줄링 기법으로 잘 알려져 있다. 그러나 T-L plane 기반 스케줄링 알고리즘을 이용하여 전력 효율을 높이기 위한 연구는 부족한 실정이다.
본 연구에서는 T-L 평면 기반 기법의 에너지 절감 문제를 다루고, 동적 전력 관리 기능을 갖춘 다중 프로세서를 위한 에너지 효율적인 T-L 평면 스케줄링 알고리즘을 제안한다. T-L 평면 기반 스케줄링을 이용할 때, 유휴시간이 분산되는 문제가 발생한다. 분산된 유휴시간을 감소시키는 것이 첫 번째 아이디어이다. 이러한 아이디어를 위해 새로운 이벤트인 event-s를 제안하여 다음 평면에서 더 긴 유휴 시간을 렌더링 가능하도록 한다. 또한, 낮은 부하를 갖는 태스크 집합을 스케줄링 할 때, 시스템은 실제로 필요한 것보다 많은 수의 프로세서를 사용할 수 있다. 이것은 시스템에 존재하는 프로세서를 자주 슬립 모드로의 전환을 야기한다. 두 번째 아이디어는 낮은 부하를 갖는 태스크 집합을 스케줄링 시 상태전이 횟수를 감소시키는 것이다. 이를 위해, 제안된 기법들은 도착 이벤트에서 활성 프로세서의 수를 최소화하며, 전환 에너지 오버 헤드를 고려하기 위해 이벤트 -t 및 이벤트 –r을 이용하는 것이다. 그리고 균일한 다중프로세서의 경우 스케줄링하기 위해 선택된 프로세서에 따라 소모 전력이 달라진다. 뿐만 아니라, 선택된 프로세서에 태스크를 할당하는 방법에 따라 소모 전력이 달라진다. 에너지 효율성 측면에서 프로세서를 선택하고 작업을 할당하는 것이 세 번째 아이디어이다. 프로세서를 선택하고 태스크를 스케줄링하기 위한 경험적인 방법을 제시한다. 마지막으로, 다른 에너지 효율적인 T-L 평면 기반의 스케줄링 알고리즘과 비교하여 얻은 결과를 바탕으로 제안한 알고리즘의 성능을 분석하고 평가한다.
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