멀티프로세서가 임베디드 시스템에서 널리 쓰임에 따라 지원되는 전력 최소화 기법을 이용하여 태스크를 수행하기 위해 필요한 에너지의 소모량을 줄여야 할 필요성이 대두된다. 본 논문은 동적 전압 스케일링 및 전력 셧다운을 이용하여 에너지 소모를 최소화 하는 태스크 스케줄링 알고리즘을 멀티프로세서 환경을 위해 제안하였다. 제안된 알고리즘에서는 전력 셧다운시의 에너지 및 타이밍 오버헤드를 고려하여 반복적으로 태스크 할당 및 태스크 순서화를 수행한다. 제안된 반복적인 태스크 스케줄링을 통해 전체 에너지 소모를 줄이는 가장 좋은 해를 얻을 수 있었다. 전체 에너지 소모는 리니어 프로그래밍 모델 및 전력 셧다운의 임계 시간을 고려하여 계산되었다. 실제 어플리케이션으로부터 추출된 표준 태스크 그래프에 기반을 둔 실험 결과를 통해 하드웨어 자원 및 시간제한에 따른 에너지 소모 관계를 분석하였다. 실험 결과를 볼 때 제안된 알고리즘은 기존의 우선권 기반의 태스크 스케줄링에 대해서 의미 있는 성능 향상을 얻을 수 있었다.
다중프로세서 시스템에서 임의의 시점에 비주기 태스크들의 스케줄링 가능성을 판단하기위한 알고리즘으로서 합성 이용율이 Abdelzaher등에 의해 제시되었는데, 이들은 임의의 시점에 합성이용율의 상한 값인 0.59를 넘지 않으면 비주기 태스크들이 스케줄링 가능 하다는 것을 증명 하였다. 하지만 이 방법은 비주기 태스크들의 프로세서 이용율 계산 시 태스크가 실제 모든 실행시간을 종료하여 더 이상의 실행시간을 갖지 않더라도 현재요청집합에 속해 있다면 실행시간과 종료시한을 합성 이용율에 포함하기 때문에 스케줄링 가능한 태스크들이 실행 불가능한 경우로 판단되는 문제점을 가지고 있다. 본 논문에서는 이러한 문제점을 해결하여 다중프로세서 시스템에서 더 많은 비주기 태스크들이 스케줄링 가능 하도록 개선된 합성 이용율 방법을 제시하였다.
본 논문에서는 유전 알고리즘을 이용하여 다중프로세서 시스템을 위한 선형 스케쥴링 알고리즘을 제안하였다. 일반적으로 유전 알고리즘은 초기세대를 임의로 생성하기 때문에, 문제에 적합하지 않은 개체들의 영향으로 긴 천이시간과 느린 수렴속도를 갖는다. 제안된 알고리즘은 프로세서간의 통신비용을 고려하며, 초기세대를 생성할 때 현재 노드를 기준으로 직접 후임노드만을 동일 프로세서에 할당함으로써 선형 스케쥴링을 하게 되고, 교배연산과 변이연산에서도 기준 노드의 직접 전임노드나 직접 후임노드의 결합을 변화시킴으로써 선형성을 유지하게 된다. 선형 스케쥴링은 비선형에 비해 프로그램의 병렬성을 최대한 활용할 수 있을 뿐 아니라, 코오스 그레인(coarse grain) 방향성 비순환 그래프(directed acyclic graph: DAG)에서 항상 우수한 스케쥴ㄹㅇ 결과를 생성한다. 본 논문의 목적은 유전 알고리즘의 실시간 사용 가능성에 중점을 두었으며, 시뮬레이션 결과 제안된 알고리즘은 대부분의 DAG에서 50세대 내의 빠른 수렴속도를 나타내었다.
Scheduling parallel tasks, represented as a Directed Acyclic Graph (DAG) or task graph, on a multiprocessor system has been an important research area in the past decades. List scheduling algorithms assign priorities to a node or an edge in an input DAG, and then generate a schedule according to the assigned priorities. This appear proposes a list scheduling algorithms with effective method of priority assignments. The paper also analyzes the worst case performance and optimality condition for the proposed algorithm. The performance comparison study shows that the proposed algorithms outperforms existing scheduling algorithms especially for input DAGs with high communication overheads. The performance improvement over existing algorithms becomes larger as the input DAG becomes more dense and the level of parallelism in the DAG is increased.
In this paper, we suggested the integer linear programming (ILP) models that went through constraint scheduling to simple cycle operation during the delay time. The delayed scheduling can determine a schedule with a near-optimal number of control steps for given fixed hardware constraints. In this paper, the resource-constrained problem is addressed, for the DFG optimization for multiprocessor design problem, formulating ILP solution available to provide optimal solution. The results show that the scheduling method is able to find good quality schedules in reasonable time.
병렬 스케줄링의 목적은 다중프로세서 병렬시스템 환경에서 병렬성을 가진 응용 프로그램에 대하여 최소 동기화 오버헤드(Synchronization overhead) 및 병목현상(Bottleneck) 그리고 부하균등(Load balance)을 달성하도록 스케줄링을 수행하는데 있다. 본 논문에서는 기존의 대표적인 병렬수행 스케줄링 알고리즘들을 분석하고 각 방법들로부터 문제점들을 도출한다. 이는 향후 효율적인 알고리즘을 설계하는데 도움이 필 것이다.
마감시간을 기준으로 스케줄링하는 EDF (Earliest Deadline Fisrt) 알고리즘이나 여유시간을 기준으로 스케줄링 하는 LLF (Least Laxity First) 알고리즘과 같은 기존의 방식들은 다중프로세서 시스템에서는 스케줄링 성공률이 급격히 낮아지거나 문맥교환 획수가 지나치게 높아 현 실적인 적용에 무리가 있다. 이 둘을 적절히 조합하여 성능을 개선한 것으로서 EDZL (Earliest Deadline Zero Laxity)은 EDF를 기본으로 하고 여유시간이 0에 도달한 태스크에 대해서는 우선적으로 실행하도록 하는 방식이다. 본 논문에서는 LLF와 같이 최소 여유시간의 태스크를 우선 적으로 실행하되 문맥교환은 여유시간이 0에 도달한 태스크가 발생할 경우에만 이루어지도록 한 LLZL (Least Laxity Zero Laxity) 알고리즘을 제안한다. 시뮬레이션 평가결과 LLZL은 준최적으로 알려져 있는 LLF에 근접한 높은 스케줄링 성공률을 보이면서도 문맥교환 오버헤드는 EDF 와 비슷한 낮은 수준을 유지하였다. EDZL과의 비교에 있어서도 스케줄링 성공률, 문맥교환 횟수 두 가지 측면 모두 나은 성능을 보인다.
Journal of Electrical Engineering and information Science
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제2권6호
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pp.1-6
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1997
The scheduling problem of satisfying both 0/1 constraint and the timing constraint while minimizing the total error is NP-complete when the optional parts have arbitrary processing times. In this paper, we present a heuristic scheduling algorithm for 0/1 constraint imprecise systems which consist of communicating tasks running on multiple processors. The algorithm is based on the program graph which is similar to the one presented in[4]. To check the schedulability, we apply Lawler and Moore's theorem. To analyze the performance of the proposed algorithm, intensive simulation is done. The results of the simulation shows that the longest processing first selection strategy outperforms random or minimal laxity policies.
Object of a real-time system, that performs exact information based on the real-time constraint. is required for an improvement of high reliability. The fault-tolerant task scheduling strategy of multiprocessor as using a distributed memory based on a hardware redundancy can be improved into a high reliability of the real-time system. Therefore, this paper is shown to analyze the reliability of the system by using the transfer parameter and make the modeling in reference to a minimization of the fault-tolerant task scheduling strategy which uses a percentage of task missing and deadline parameter based on optimization task size.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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