Call for Papers

Anwendung von Echtzeit-Fähigkeitsklassen ( Vortrag )

Nicht-blockierende Datenstrukturen im EMB²

Referent: Tobias Langer, OTH Regensburg - LAS3
Vortragsreihe: Echtzeit
Zeit: 29.11.16 10:35-11:15
Co-Referenten: Ralph Mader ist Principal Technical Expert für "Powertrain Software Architecture Embedded Systems" bei der Continental AG. Seit 2006 arbeitet Ralph Mader im Bereich Entwurf und Auswahl von Mikrocontrollern im Bereich Powertrain, sowie deren effizienten Einsatz. Weiterhin leitet er seit 2010 die Entwicklung von Multicore Software Architekturen für Motorsteuerungssysteme. Dabei vertritt er Continental in einschlägigen Forschungsprojekten wie S³Core, FORMUS³IC und Proxima. Lukas Osinski (M.Sc.) promoviert im Bereich Funktionale Sicherheit für Multi- und Manycore-Systeme im Rahmen des FORMUS³IC-Projektes am Laboratory for Safe and Secure Systems (LaS³) der OTH Regensburg. Er beschäftigt sich dabei insbesondere mit Software-Verfahren für fehlertolerante Systeme.

Zielgruppe

Entwicklung

Themenbereiche

Sichere Software, Echtzeit/RTOS

Schwerpunkt

Technologie

Voraussetzungen

Grundlagenwissen

Kurzfassung

Wir präsentieren ein neues Modell für Echtzeit-Fähigkeitsklassen, welches nebenläufige Ausführung von Tasks variierender Anforderungen an Echtzeitfähigkeit und FuSi ermöglicht und evaluieren es anhand einer Erweiterung von EMB² sowie seiner Containerklassen: Als Antwort auf die steigende Nachfrage nach eingebetteten Anwendungen werden zunehmend spezialisierte Hardware-Einheiten, wie etwa zur digitalen Bildverarbeitung in eingebettete Systeme integriert. Dies führt zu neuartigen Anforderungen an Echtzeitfähigkeit und Funktionale Sicherheit (FuSi) dieser Systeme. Insbesondere harte Echtzeitanwendungen können durch Laufzeitinformationen optimiert werden. Damit haben diese Systeme variierende Kritizität hinsichtlich der FuSi-, und Echtzeit-Anforderungen. Die Embedded Multicore Building Blocks (EMB²) implementieren die MTAPI API sowie nicht-blockierende Container und Algorithmen für parallele, heterogene, weiche Echtzeitanwendungen und berücksichtigen keine weiteren FuSi Maßnahmen.

Gliederung

- Motivation
- Verwandte Arbeiten
- Einflussfaktoren
o Datenstrukturen
o Scheduling
o Parallelisierung
- Echtzeit-Fähigkeitsklassen
o Klassisches Work-Stealing – Round Robin
o Work-Stealing mit semi-dynamischem Scheduling
o Blockierende Datenstrukturen
o Pre-emptives Scheduling mit Prioritätsinversion
- Schlussfolgerung/Fazit

Nutzen und Besonderheiten

Zukünftige heterogene, parallele eingebettete Systeme werden Verbreitung in vielen Anwendungsdomänen finden. Die Allokation von funktionalen Einheiten, sowie das Scheduling von Tasks auf unterschiedliche parallele Kerne erfordert effiziente und einfach wartbare Hardware Architekturen. Wir präsentieren eine Erweiterung von EMB² um Echtzeit-Fähigkeitsklassen, welche die Anwendung des Frameworks für Systeme gemischter Kritizitäten erlaubt. Der Fokus liegt dabei insbesondere auf nicht-blockierenden Datenstrukturen in nebenläufigen Architekturen. Erste Messungen hinsichtlich ihres Zeitverhaltens werden präsentiert. Entwickler eingebetteter Systeme bekommen erste Einblicke in EMB², sowie in die Anwendung von nicht-blockierenden Datenstrukturen.

Über den Referenten

Tobias Langer ist wissenschaftlicher Mitarbeiter am Laboratory for Safe and Secure Systems (LAS³) an der OTH Regensburg. Er beschäftigt sich im Rahmen seiner Promotion mit der Entwicklung moderner Echtzeit-Scheduling-Verfahren für eingebettete Multi- und Many-Core-Systeme.