Diapositivo 1

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DETI Universidade de Aveiro Sistemas de Tempo
Real
"Real-time e voltage-scaling um namoro
conturbado!"
Hugo Matos 27860 Ricardo Simões 27731
26 de Fevereiro de 2017
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Tópicos

• Introdução
• Mecanismos de poupança de energia
• Resultados (Pillai and Shin) dos vários
  algoritmos apresentados
• Conclusões
• Referências

Hugo Matos e Ricardo Simões STR
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Introdução

• Problema
• Sistemas embedded de tempo real (i.e.
  telemóveis, PDAs) têm-se tornado cada vez mais
  sofisticados em relação ao seu poder de
  processamento. Assim, a grande limitação destes
  equipamentos prende-se com o tempo de vida das
  baterias.
• Assim sendo restam duas opções
• Usar baterias grandes
• Ou gerir a energia de uma forma mais eficiente
• Como o aumento físico da bateria nem sempre é
  possível ou desejável, as técnicas de gestão de
  energia que levem a um menor consumo tornam-se um
  importante requisito de projecto para esses
  sistemas.

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Dynamic Voltage Scaling (DVS)

• Dynamic Voltage Scaling (DVS) é uma técnica de
  exploração das características de hardware do
  processador, de modo a reduzir a dissipação de
  energia.
• Diminuindo a voltagem fornecida
• Diminuindo a frequência de operação do
  processador
• No entanto
• Para muitas aplicações em sistemas embedded de
  tempo real, operar a uma frequência variável,
  interfere com os mecanismos de garantia das suas
  deadlines. Neste contexto, o DVS, apesar da sua
  crescente importância, ainda é pouco
  desenvolvido.

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Dynamic Voltage Scaling (DVS)

• É necessário fornecer garantias de tempo real, e
  para isso, o DVS deve considerar as deadlines e a
  periodicidade das tarefas de tempo real.
• Solução??
• Integração deste mecanismo em algoritmos de
  escalonamento de tempo real, nomeadamente Rate
  Monotonic (RM) e Earliest-Deadline First (EDF).
• Escalonamento RM ? é estático e atribui a maior
  prioridade à tarefa com menor período.
• Escalonamento EDF ? é dinâmico e atribui a maior
  prioridade à tarefa com a deadline mais próxima.

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Dynamic Voltage Scaling (DVS)
Execução de tarefa sem utilização de DVS
Execução de tarefa com utilização de DVS
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Static Voltage Scaling

• Mecanismo que permite ao scheduler (RM ou EDF)
  atender todas as tarefas dentro dos deadlines
  usando a menor frequência possível de operação.
• A determinação de frequência será feita
• Estaticamente
• Com base no Worst Case Execution Time (WCET) de
  todas as tarefas
• A frequência apenas será alterada quando for
  alterado o set das tarefas.

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Static Voltage Scaling
Hugo Matos e Ricardo Simões STR
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Cycle Conserving Schedulers

• Mecanismo que permite ao scheduler (RM ou EDF)
  atender todas as tarefas dentro dos deadlines
  usando a frequência menor possível de operação.
• A determinação de frequência será feita
• Inicialmente com base no WCET
• Após o 1º cálculo, dinamicamente
• Á medida que as tarefas são executadas num tempo
  inferior ao WCET, o scheduler recalcula a
  frequência de execução, com base no número de
  ciclos de tempo que não foram usados nas
  execuções das tarefas

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Cycle Conserving Schedulers
Exemplo de cycle-conserving RM
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Resultados (Pillai and Shin)
Analise dos diferentes schedulers, comparando a
energia consumida ao longo do tempo.
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Conclusões
Com base nos gráficos apresentados anteriormente,
conclui-se que o static RM consome
substancialmente mais energia do que os outros
algoritmos, para o mesmo intervalo de
tempo. Verifica-se então, que é possível,
utilizando o DVS em conjunto com os algoritmos de
escolonamento de tempo real, garantir os
requisitos temporais das tarefas de tempo real e
simultaneamente diminuir o consumo de energia.
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Referências

• http//www.cs.bham.ac.uk/dxp/prism/casestudies/vo
  ltage.php
• http//sosp.org/2001/papers/pillai.pdf
• http//www.sbc.org.br/bibliotecadigital/download.p
  hp?paper155
• http//www.cin.ufpe.br/selecpos/data/Paulo20Romer
  o20Martins20Maciel_120.doc

Hugo Matos e Ricardo Simões STR