TY  - THES
A3  - Obermaisser, Roman
AB  - In den letzten Jahren hat sich der Bereich der eingebetteten Systeme zu Anwendungsbereichen entwickelt, die strenge Echtzeitbeschränkungen, Zuverlässigkeitsanforderungenund  die  Notwendigkeit  einer  Open-World-Annahme  vereinen. Solche Systeme werdenals Open Distributed Real-time Embedded (ODRE) Systeme bezeichnet. Diese Systeme basieren auf einer Open-World-Annahme, bei der neue Komponenten zur Laufzeitauftreten, um neu entstehende Dienste dynamisch zu realisieren. Gleichzeitig sind ein zuverlässiger Betrieb und die Unterstützung von strengen Echtzeitanforderungen für die Unterstützung von geschlossenen Regelkreisen und garantierten Reaktionszeiten unerlässlich. In solchen Systemen sorgt ein zeitgesteuertes Scheduling der Dienste vor der Ausführungauf dem System für das korrekte zeitliche Verhalten der Anwendungen und garantiert die Unterstützung von strengen Echtzeitbedingungen.  Das Scheduling einer Echtzeitanwendung in einem ODRE-System ist jedoch aufgrund seiner dynamischen Natur kompliziert. Die Struktur des ODRE-Systemsändert sich ständig, was bedeutet, dass ein zur Designzeitgenerierter fester Zeitplan nichtüber die gesamte Lebensdauer des Systems verwendet werden kann. Die Ausführungszeiten gängiger Scheduling-Algorithmen, z.B. evolutionäre Algorithmen, gemischt-ganzzahlige lineare Programmierung, Satisfiablity-Modulo-Theorien, sind für die Verwendung zur Laufzeit nicht geeignet.  Darüber hinaus machen diese Algorithmen restriktive Annahmen, z.B. die Annahme eines busbasierten Kommunikationsnetzes  anstelle  von  Multi-Hop-Kommunikationsnetzen  oder  die  Berücksichtigung  dergleichen  Periode  für  alle  Anwendungsaufgaben,  die  für  die  Echtzeitanforderungen  von ODRE-Systemen  unrealistisch  sind. Daher  besteht  ein  Bedarf  an  einem  Scheduling-Algorithmus,  der zur Laufzeit einen realisierbaren Zeitplan für ODRE-Systeme berechnet,  wenn  es Änderungen  im  System  gibt. Diese  Arbeit  schlägt  Listen-Scheduling-Algorithmen vor, die sowohl strenge Zetbedingungen als auch die Offenheit des ODRE-Systems berücksichtigen, während sie einen Zeitplan mit kurzer Planungsverzögerung zur Laufzeit berechnen. Die vorgeschlagenen Algorithmen sind generisch und unterstützendie Berechnung eines zeitgesteuerten Zeitplans für verschiedene Systemanwendungenauf einem ODRE-System. Darüber hinaus werden in dieser Arbeit die Modelle und Algorithmen für das Scheduling von Diagnosediensten zur Fehlererkennung und Diagnose in ODRE-Systemen demonstriert. Die Scheduling-Algorithmen werden auf der Basis verschiedener Parameter, wie z.B. der Größe der Systemanwendung, der Anzahl derverfügbaren Ressourcen, der im System verwendeten Netzwerktopologie, der Anzahl der Änderungen in der geplanten Anwendung und der Rekonfigurationskosten des Systems, bewertet. Die Ergebnisse zeigen, dass die Algorithmen einen korrekten Zeitplan berechnen können, sofern genügend Ressourcen im System vorhanden sind. Die Ergebnisse fürden vorgeschlagenen inkrementellen Scheduling-Algorithmus zeigen, dass die berechneten Zeitpläne auf Änderungen im System skalierbar sind und der Aufwand für die Revalidierung durch Minimierung der Änderungen in der bereits eingeplanten Anwendung reduziert werden kann. Darüber hinaus zeigt die Analyse der Zeitkomplexität und derbeobachteten Laufzeit der Algorithmen, dass sie zur Laufzeit aufgerufen werden können, wenn der Scheduler durch eine Änderung der Systemkonfiguration ausgelöst wird.
AU  - Amin, Sarah
DA  - 2020
DO  - 10.25819/ubsi/9907
KW  - Echtzeitsystem
KW  - List scheduling
KW  - Incremental scheduling
KW  - ODRE systems
KW  - Real-time systems
KW  - Fault detection and diagnosis
LA  - eng
PY  - 2020
TI  - List scheduling algorithms for open distributed real-time embedded systems
TT  - Listenscheduling-Algorithmen für offene verteilte Echtzeitsysteme
UR  - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:hbz:467-18964
Y2  - 2024-11-22T10:42:58
ER  -