Performance Analysis of Multiprocessor Real-Time Systems with Shared Resources - Softcover

Schliecker, Simon

Softcover

ISBN 10: 3869557222 ISBN 13: 9783869557229

Synopsis

Eingebettete Systeme, die das Leben sicherer, produktiver und komfortabler machen,werden von Konsumenten in immer stärkerem Maße wertgeschätzt. Viele diesereng mit der Außenwelt interagierenden Systeme zum Beispiel im Automobil bestehenschon heute aus zahlreichen Einzelkomponenten, die gemeinsam die komplexen,oft verteilten Funktionen bereitstellen. Um den wachsenden Rechenanforderungengerecht zu werden und möglichst auch die Anzahl der Recheneinheiten zu reduzieren,sind die einzelnen Komponenten inzwischen selbst komplexe Systeme, bestehend ausmehreren Prozessoren und gemeinsam genutzten Ressourcen. Dieser hierarchischeAufbau führt zu einer nur schwer zu beherrschenden Systemkomplexität.Um dennoch die Produktivität im Entwicklungsprozess und die Sicherheit der ausgeliefertenSysteme zu gewährleisten, werden Methoden benötigt, die über die klassischenVerfahren wie Entwicklung, Simulation und anschließender Fehlersuche hinausgehen.Formale Analysemethoden sind eine ideale Ergänzung um die aufkommendenIntegrationsrisiken frühzeitig zu erkennen und zu entschärfen, und um insbesondere insicherheitskritischen Systemen eine Unterdimensionierung von Systemkomponentenzu vermeiden, die zu einer Verletzung von zeitlichen Anforderungen führen würde.In dieser Arbeit begegnen wir den Herausforderungen bestehender und zukünftigerSystemarchitekturen mit einer formalen Methode zur Performanzanalyse.Dabei liegt der Fokus zunächst auf der Analyse der verteilten Funktionen, indem auchetablierte Performanz-Indikatoren erneut untersucht werden. Es werden neue Methodeneingeführt, um das zeitlich verzerrte Verhalten von Ereignissen entlang einerTask-Kette zu untersuchen und um die Antwortzeiten der Tasks und die Gesamt-Latenz entlang einer Kette zu bestimmen. Diese Methoden basieren auf einem neuenModell des Zeitverhaltens eines einzelnen Tasks, das sehr effizient die nötigen zeitlichenEigenschaften abstrahiert und diese für die System-Analyse zur Verfügungstellt. Zusammen mit einer verallgemeinerten Betrachtung von Event-Modellen, dieauch spezielle Charakteristika wie periodische Bursts erfasst, führen diese Methodenzu sehr präzisen Ergebnissen ohne Effizienz einzubüßen.Die wachsenden Berechnungs- und Sicherheitsanforderungen führen auch in SteuerdominiertenSystemen vermehrt zum Einsatz von Multicore-Controllern. Die Integrationund Verifikation von Tasks auf einer solchen Plattform stellt wiederum einProblem dar, das den System-Integrationsprozess um eine Komplexitätsstufe Zeitverhalten der Task ist voneinander abhängig, auch wenn sie unterschiedlichenProzessorkernen zugewiesen werden. Ressourcen wie Speicher, Coprozesvisoren, oderBus-Schnittstellen stehen pro Chip zur Verfügung und werden von allen Tasks gemeinsamgenutzt. Dies führt zu Laufzeit-Konflikten, die fair und möglichst effizient aufgelöstwerden müssen. Um eine hinreichende Auslastung zu erzielen, werden Zuweisungsentscheidungendynamisch zu Laufzeit getroffen. Dies jedoch macht eine Vorhersage des möglichen Zeitverhaltensäußerst schwierig.Um solche Systeme trotzdem in sicherheitskritischen Umgebungen einsetzen zu können, sind neueMethoden nötig.

Edition details

• Language: English
• ISBN 10: 3869557222
• ISBN 13: 9783869557229
• Binding: Paperback