Vidareutveckling av tidsanalys utav processer utan avbrott på flerkärniga system under AER modellen

Real-time multi-core systems with shared memory are harder to analyze due to varying execution times caused by congestion in accessing the shared memory. A promising way to make these systems more deterministic is the Acquisition-Execution-Restitution (AER)-model which takes a memory-centric approach to scheduling which enables the multicore problem to be seen as a single core scheduling problem. Memorycentric scheduling means that instead of scheduling tasks onto cores the memory accesses are scheduled onto the memory, where in this case the memory phases are allowed to access the shared memory nonpreemptively during their allocated slots. In this thesis an extended version of the AER-model and a new Idle-time Insertion Policy (IIP), which can make decisions on whether to leave resources idle when there is work to be done as an attempt to improve schedulability, is presented. These can be used in conjunction with a state-of-the-art scheduling analysis tool to perform timing analysis on job sets under the AER-model. The extended AER-model introduces scheduling windows for the Acquisition (A)-phase and Restitution (R)-phase of tasks in a way that no further precedence constraints need to be considered by the scheduler as not to schedule any of the A-phase or R-phase in the wrong order. The developed IIP is then used by the analysis tool to make sure that there is at least one free core in the system before a new task is scheduled as this needs to be put into consideration in a memory-centric scheduler. The extended AER-model and the developed IIP are then benchmarked with task sets coherent to the AUTOSAR-framework. The benchmarks explore the schedulability ratio when varying task amount, core amount, scheduling algorithms and the window ratio for the phases. The results show that Earliest Deadline First (EDF) outperforms other algorithms that are special versions of Rate-Monotonic Scheduling (RMS) where priorities are assigned based on a combination of a tasks period and its utilization. The results also show that tasks with a window ratio of 60% as well as task sets of sizes between 100 to 150 yields the highest schedulability ratio.Flerkärniga realtissystem med delade minnen är svårare att analysera på grund av varierande exekveringstider orsakade av stockning vid åtkomst av det delade minnet. Ett lovande sätt att göra dessa system mer deterministiska är Acquisition-Execution-Restitution (AER)modellen som tar ett minnes-centriskt tillvägagångssätt till schemaläggning som möjliggör för flerkärniga system att betraktas som enkärniga system, vilket reducerar komplexiteten. Minnes-centrisk schemaläggning innebär att istället för schemaläggning utav processer till kärnor så schemaläggs enbart individuella processers åtkomster till minnet där i detta fall minnes-faserna får fri tillgång till det delade minnet utan avbrott. Denna avhandling presenterar en vidareutvecklad AERmodel och en ny Idle-time Insertion Policy (IIP) som fattar beslut om en resurs ska lämnas inaktiv trots att det finns arbete att utföra i ett försöka att förbättra prestandan av schemaläggaren. Dessa kan användas i samband med ett toppmodernt analysverktyg för schemaläggning för att utföra tidsanalys på processer under AER-modellen. Den vidareutvecklade AER-modellen introducerar schemaläggningsfönster för Acquisition (A)-fasen och Restitution (R)-fasen utav processer på ett sätt som gör det överflödigt för en schemaläggare att behöva oroa sig om någon företrädesrätt mellan de bägge faserna. Den utvecklade IIP’n används sedan av analysverktyget för att se till att det finns minst en ledig kärna i processorn när en ny process ska schemaläggas, eftersom det inte är något som annars garanteras vid användning av ett minnes-centriskt tillvägagångssätt. Den vidareutvecklade AERmodellen och IIP’n sätts sedan på prov genom tester där de schemalägger processer som följer AUTOSAR standarden. Testerna utforskar hur väl processerna schemaläggs när antalet procceser, antalet kärnor och fönster-faktorn för faserna varieras. Resultaten visar att Earliest Deadline First (EDF) presterar bättre än andra schemaläggnignsalgoritmer som prioriterar processer utifrån deras period och körtid, processer med en fönster-faktor på 60% presterar bäst och att schemaläggning när antalet processer är mellan 100 och 150 är optimalt