본 논문은 복잡해지는 군수분야에서 효율적이고 효과적인 예방정비업무 할당을 위해 Hard Time업무의 최적 주기산정 및 이를 통한 경제적 효용성을 분석하는데 연구 목적이 있다. 본 연구는 기존 연구에서 제시하는 예방정비 주기 선정방법의 한계점을 분석하였다. 또한 일반적인 Wearout 고장 특성을 설명하는 와이블 수명분포에서 다양한 형상모수 조건과 예방정비비용과 고장정비비용 조건을 가정한 시뮬레이션을 통해 가상의 시스템에 대한 정비활동을 모의하여 총 정비비용의 추의를 분석하였다.
A real-time control system, composed of the controlled processor and the controller computer(s), may have a variety of task types, some of which have tight timing-constraints in generating the correct control input. The maximum period of those task failures tolerable by the system is called the hard deadline, which depends on not only fault characteristics but also task characteristics. In the paper, we extend a method deriving the hard deadline in LTI system executing single task. An algorithm to combine the deadlines of all the elementary tasks in the same operation-mode is proposed to derive the hard deadline of the entire system. For the end, we modify the state equation for the task to capture the effects of task failures (delays in producing correct values) and inter-correlation. We also classify the type of executing the tasks according to operation modes associated with relative importance of correlated levels among tasks, into series, parallel, and cascade modes. Some examples are presented to demonstrate the effectiveness of the proposed methods.
본 논문에서는 분산 실시간 멀티미디어 데이터베이스 시스템에서 경성 실시간 태스크들과 멀티미디어 태스크들을 효율적으로 통합할 수 있는 신축적인 스케쥴링 기법이 제시된다. 경성 실시간 태스크가 최악의 경우에 대한 실행 시간을 기반으로 하는 반면 멀티미디어 태스크는 평균 실행 시간을 기반으로 한다. 동일한 시스템에 존재하는 두 가지 태스크들에 대하여 CPU 대역폭을 분할 조정하는 서버 기법이 기술된다. 제시된 기법에서는 한부류의 태스크들의 수와 도착 비율이 변동되는 과부하 문제를 해결하기 위하여 부류별로 CPU 대역폭의 비율이 조정될 수 있다. 경성 실시간 태스크가 서버의 주기내에서 실행될 수 있는 시간이 제한되는 반면 멀티미디어 태스크에 설정된 대역폭은 동적으로 변할 수 있다. 제시된 기법은 경성 실시간 태스크들의 실시간성을 모두 보장하는 한편 멀티미디어 태스크들의 평균 지연시간을 최소화할 수 있다. 스케쥴링 기법의 성능은 시뮬레이션을 통하여 다른 스케쥴링 기법과 비교 분석한다.
We analyze checkpoint strategy for multiple real-time periodic tasks with hard deadlines. Real-time tasks usually have deadlines associated with them. For multiple real-time tasks, checkpoint strategy considering deadlines of all tasks is very difficult to derive. We analyze the problem of checkpoint placement for such multiple periodic tasks. In our strategy, the interval between checkpoints is determined for each task considering its deadline. An approximated failure probability over a specified interval is derived. Then the number of checkpoints for each task is selected to minimize the approximated failure probability. To show the usefulness of our strategy, error bound between the exact and the approximated failure probability is estimated, which is revealed to be quite small.
The real time scheduling is a key research area in high performance computing and has been a source of challenging problems. A periodic task is an infinite sequence of task instance where each job of a task comes in a regular period. The RMS (Rate Monotonic Scheduling) algorithm has the advantage of a strong theoretical foundation and holds out the promise of reducing the need for exhaustive testing of the scheduling. Many real-time systems built in the past based their scheduling on the Cyclic Executive Model because it produces predictable schedules which facilitate exhaustive testing. In this work we propose hybrid scheduling method which combines features of both of these scheduling algorithms. The original rate monotonic scheduling algorithm didn't consider the uniform sampling tasks in the real time systems. We have enumerated some issues when the RMS is applied to our hybrid scheduling method. We found the scheduling bound for the hard real-time systems which include the uniform sampling tasks. The suggested hybrid scheduling algorithm turns out to have some advantages from the point of view of the real time system designer, and is particularly useful in the context of large critical systems. Our algorithm can be useful for real time system designer who must guarantee the hard real time tasks.
본 논문에서는 멀티미디어 태스크와 경성 실시간 태스크가 공존하는 시스템에서 두 태스크들을 효율적으로 통합하고 스케쥴링하기 위한 CPU 대역폭의 동적 할당 기법이 제시된다. 연성 실시간적인 멀티미디어 태스크는 평균 실행 시간을 기반으로 처리되는 반면 경성 실시간 태스크는 최악의 경우에 대한 실행 시간을 기반으로 실행이 보장된다. 서버를 기반으로 하는 본 논문의 할당 기법은 CPU 대역폭을 두 태스크들에 대하여 분할한 후 특히 MPEG 비디오 스트림을 위한 멀티미디어 태스크들에 대하여는 할당된 대역폭을 다시 동적으로 조정한다. 제시된 기법의 목적은 시스템에 존재하는 경성 실시간 태스크들의 시간적 제약성을 모두 보장하면서 멀티미디어 태스크들의 종료시한이후 실행이 지연되는 시간을 최소화하는 것이다. 본 논문에서는 시뮬레이션 실험을 통하여 제시된 기법에서 멀티미디어 태스크들의 지연 시간이 다른 기법에 비하여 작아지는 결과를 보여주고 있다.
본 논문은 병렬 처리 시스템 환경에서 효율적인 태스크 스케줄링에 관한 연구로써 태스크 그래프의 재구성에 의해 전체 수행 시간을 단축시키는데 목적을 두고 있다. 태스크 스케줄링은 m개의 테스크를 n개의 프로세서에 할당하는 연구인데 이는 많은 문제점을 갖고 있다.[1, 4, 9] 일반적으로 이 문제를 해결하는 것은 NP-hard 문제로 알려져 있다. 이러한 문제를 해결하고자 본 논문에서는 주어진 태스크 그래프를 재구성하여 스케줄링 하는 방법을 제시하였다. 태스크 그래프와 시스템 그래프를 이용하여 효과적으로 수행이 될 수 있는 재구성 태스크 그래프(RTG)를 만들고 이를 스케줄링 함으로써 기존의 논문에서 준 최적의 결과를 얻기 위해 태스크 스케줄링후에 재할당 및 반복 수행의 과정이 사용하였는데 이를 없애면서 빠른 시간안에 스케줄링이 이루어지도록 하였고 스케줄링의 결과 또한 향상시켰다.
태스크내부에서 공급 전압을 조절하는 태스크내 전압 스케쥴링(IntraVS)은 저전력 프로그램을 구현하는 데 효과적인 방법이다. 본 논문에서는 경성 실시간 응용프로그램에서 평균 실행 시간에 대한 정보를 이용하여 전력 소모를 효과적으로 줄이는 새로운 태스크내 전압 스케쥴링 알고리즘을 제시한다. 최악 실행 시간을 사용하여 전압 조절의 결정을 내렸던 기존의 태스크내 전압 스케줄링과는 달리, 제안된 알고리즘은 평균 실행 시간에 바탕을 두고 실행 속도를 조절함으로써 주어진 시간 제약 조건을 만족시키면서도 기존 방법보다 에너지 효율성을 높일 수 있다. MPEG-4 디코더를 이용한 실험 결과, 제안된 알고리즘은 기존의 태스크내 전압 스케줄링에 비해서 전력 소모를 최대 34% 감소시켰다.
In this paper, we focus on the pinwheel task model with a variable voltage processor with d discrete voltage/speed levels. We propose an intra-task DVS algorithm, which constructs a minimum energy schedule for k tasks in O(d+k log k) time We also give an inter-task DVS algorithm with O(d+n log n) time, where n denotes the number of jobs. Previous approaches solve this problem by generating a canonical schedule beforehand and adjusting the tasks' speed in O(dn log n) or O($n^3$) time. However, the length of a canonical schedule depends on the hyper period of those task periods and is of exponential length in general. In our approach, the tasks with arbitrary periods are first transformed into harmonic periods and then profile their key features. Afterward, an optimal discrete voltage schedule can be computed directly from those features.
본 논문은 독립적으로 움직이면서 시간 제약을 만족시키는 새로운 내장형 실시간 시스템을 설계하며 구현하였다. 본 논문에서의 실시간 시스템 커널은 시간적인 요소를 가장 핵심으로 고려하여 설계되었다. 따라서 실시간 커널은 작은 용량을 가지며 빠르게 예측하며, 실시간 스케줄링에 요구되는 많은 변화들을 통해서 실시간 커널에 융통성을 부여한다. 제안한 실시간 커널은 경성 실시간 제약 조건인 인터럽트 지연 시간, 스케줄링의 정확성, 메시지 전달시간을 만족하기 위하여 실시간 커널에는 실시간 태스크 처리와 인터럽트 처리, 타이밍을 처리하도록 하였고 비 실시간 커널은 일반적인 태스크를 처리하도록 하였다. 제안된 실시간 시스템은 RT-Linux, QNX와 인터럽트 지연, 스케줄링 정확성, 메시지 전달시간 등을 비교 분석하여 효율성을 입증하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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