Integrating Multimedia Applications in Hard Real-Time Systems. Introdução - CM são sensíveis a delay e variação no delay (Jitter)

Transcrição

1 Integrating Multimedia Applications in Hard Real-Time Systems Introdução - CM são sensíveis a delay e variação no delay (Jitter) - WCET para CM não é uma abordagem interessante. WCET >> Tempo médio de execução - WCET nesse caso pode ocasionar desperdício de recursos - WCET difícil de determinar em um hardware específico quanto mais em diversos tipos de computadores como é o caso das aplicações CM. - Quando dados são recebidos de um dispositivo externo o tempo de chegada entre as mensagens pode não ser determinístico. - Aplicações avançadas de multimídia tendem a ser mais dinâmicos que um sistema de tempo real clássico. - Em virtude disse a maioria das aplicações CM rodam em SOs comuns (Windows, Linux) Objetivo do artigo Propõe uma metodologia de escalonamento baseado na reserva de capacidade de processamento. Para evitar o problema de overload, cada tarefa terá um servidor

2 dedicado que não necessariamente precisa saber o WCET. Terminologia e Suposições - Considerar um sistema com três tipos de tarefas: hard, soft e tarefas que não são de tempo real - Cada tarefa consiste de uma sequência de jobs onde tarefa denota o tempo de requisição do j-ésimo job da - Sistemas hard real time são caracterizados por dois parâmetros adicionais, onde é o WCET e é o menor período entre dois jobs sucessivos, então. Isso aqui garante que um Job não é iniciado antes de outro terminar. - O sistema garante que todas as tarefas hard são completadas dentro do seu deadline. - Assume-se que. Ou seja, o deadline é igual ao período. - Tarefas soft são caracterizadas pelos mesmos entretanto as restrições temporais são mais relaxadas. nesse caso é o tempo médio de execução e representa o período de ativação desejado entre duas tarefas consecutivas.

3 - O objetivo do sistema é minimizar a lentidão das tarefas soft sem comprometer o escalonamento das tarefas hard. - A lentidão onde é o tempo de finalização da tarefa - Uma tarefa periódica é aquela que o tempo entre as requisições sucessivas é igual. Nesse caso - Manipular CM como Hard é inapropriado. Solução apresentada no artigo é utilizar reserva de banda baseada em de tarefas soft. Como se está utilizando o tempo médio de execução a utilização do processador é aumentada. - Para integrar tarefas hard e soft num mesmo sistema. Foi utilizado EDF (Earliest Deadline Frist) para escalonar as tarefas hard, considerando que cada tarefa soft é tratada por um servidor dedicado, CBS (Servidor de Largura de banda Constante) CBS - É caracterizado por um tempo estimado e por um par ordenado, onde é o maior custo estimado e é o período do servidor. - é a largura de banda do servidor. A cada instante um deadline fixo No início. é associado ao servidor.

4 - Para cada job servido é associado um deadline dinâmico igual ao atual. - Sempre que uma tarefa é executada, o tempo estimado decresce o mesmo valor do que foi executado. - Quando a estimativa do servidor é recarregada para o valor máximo e um novo deadline é criado no servidor - CBS é dito ativo num tempo se existem jobs pendentes, ou seja, se existe uma job servida forma que instante ele não está ativo. de. CBS é dito desocupado se num - Quando uma job chega e o servidor está ativo a requisição é enfileirada numa fila de jobs pendentes. - Quando uma job chega e o servidor está desocupado, se o servidor gera um novo deadline e, caso contrário o job é oferecido com deadline usando o atual. - Quando uma job termina, a próxima job pendente, se existir, é oferecida utilizando o atual. Se não tiverem tarefas pendentes o servidor se torna desocupado.

5 Exemplo - Uma tarefa hard periódica, é escalonada juntamente com uma tarefa soft, servida por um CBS com e. Então. Essa é a largura de banda do servidor. - A primeira tarefa chega no instante, quando o servidor está desocupado. Pelo algoritmo temos que verificar deadline é gerado e atribuido a job. então um novo e - No instante então um novo deadline é gerado e - No instante a segunda job chega quando o servidor ainda está ativo, então a requisição é enfileirada. Quando a primeira tarefa termina a segunda tarefa é servida com o deadline atual ( ). - No instante então um novo deadline é gerado e - A terceira job chega no instante quando o servidor está desocupado. Pelo algoritmo temos que verificar a job é escalonada com o deadline atual não é alterado. então e

6 - Cada job é dividida em chunks que são os intervalos no qual uma job executa. Os caracterizados pelo tempo de lançamento são e pelo deadline fixo. Propriedades do CBS Isolação: Dado um conjunto de n tarefas hard periódicas com fator de utilização do processador e um CBS com fator de utilização do processador. O conjunto completo é escalonável por um EDF se e somente se.

7 A consequência mais importante dessa propriedade é que é possível escalonar soft com hard sem afetar as garantias de prioridade, mesmo no caso em que as tarefas soft excedam a espectativa de carga. O CBS comporta-se como um EDF se a tarefa parâmetros com e. tem Resultados da simulação DSS(Dynamic Sporadic Server) Espera o deadline para recarregar o. Enquanto que o DSS fica ocioso até o próximo instante de reposição, que ocorre no deadline, o CBS recarrega o imediatamente. TBS (Total Bandwidth Server) Não tem o problema do DSS mas é necessário conhecer o WCETs para que haja um comportamento correto.

8

9

10 - WCET >> custo médio o TBS causa uma sub-utilização do processador.

11 Implementação e Resultados Experimentais - CBS implementado HARTIK kernel. - A aplicação é um MPEG Player utilizando EDF com e sem CBS. - Considere duas tarefas periódicas, com / 8fps, com / 33fps

12

13

14