멀티코어 임베디드 시스템을 위한 실시간 스케줄링 기법

Abstract

멀티 코어는 다양한 요구사항 증가로 인해 복잡해지는 임베디드 시스템에 비교적 낮은 비용으로 높은 성능을 보인다는 장점으로 각광받고 있다. 임베디드 시스템에 멀티 코어 프로세서가 사용되기 위한 가장 중요한 요소는 실시간 스케줄링 알고리즘의 낮은 오버헤드이다. 이러한 환경에 낮은 오버헤드로 주기적인 태스크의 시간 제약성을 만족하는 실시간 스케줄링 알고리즘이 필요하다. 본 논문에서 연구한 Pfair 스케줄링 알고리즘은 이론상으로 멀티코어 상에서 모든 태스크의 시간 제약성을 만족하는 동시에 100%의 이용률을 달성할 수 있지만 코어간에 태스크의 빈번한 이동으로 인해 스케줄링 오버헤드가 발생한다. 이는 스케줄링시 태스크의 코어 할당 방식에 따라 태스크의 이동을 크게 감소시킬 수 있다. 스케줄링 오버헤드는 스케줄링 시점마다 시스템 전역에 대한 동기화를 감소하면서 개선할 수 있다. 이러한 점을 보안하여 본 논문에서는 코어 간의 이동이 꼭 필요할 경우에만 전체 코어의 스케줄링을 수행하고 평상시에는 각 코어 별로 독립적인 스케줄링을 수행하도록 하는 HPGP 스케줄러를 제안한다. 시뮬레이터를 통한 실험 결과 코어 선호도 할당 방식을 사용함으로 Pfair 알고리즘에 대한 스케줄링 오버헤드가 감소 한다는 것을 볼 수 있다. 그리고 HPGP 알고리즘은 Pfair 알고리즘에 비해 스케줄링 오버헤드가 현격히 감소하는 것을 확인하였다.;As to the increasing requirements and complexity for embedded system, multi-core is in the limelight due to the higher performance shown with lower cost. In order to use multi-core processor in embedded system, the most important factor is low overhead in real-time scheduling algorithm. In this environment, there is a need for a scheduling algorithm that satisfies time constraint for periodic tasks with low overhead. In theory, Pfair scheduling algorithm meets time constraints for all tasks and at the same time achieved 100% utilization of the system. But due to frequent movement of tasks between the cores, overhead occur. The overhead can differ and be reduced significantly depending on the method in how the tasks are assigned to the cores. Scheduling overhead can also be improved by reducing scheduling for the entire system at each synchronization time. In this paper, HPGP scheduler, which normally performs scheduling at each core independently and performs scheduling of the entire system only if there is a need for the tasks to be moved between cores, is proposed. Through experiment results done with simulator, overhead was reduced by using core preference allocation method in Pfair scheduling algorithm. And compared to Pfair algorithm, HPGP scheduling algorithm overhead was greatly reduced.