ESCHE - Implementierung und Evaluierung verschiedener Echtzeit Scheduling Ansätze für massiv parallele Hardware

01.03.2014 -

Abgeschlossen
KIT & Robert Bosch GmbH

Name des Teilnehmers: Matthias Freier

Beschreibung des IT-Forschungsprojekts: Durch den stetig steigenden Bedarf an Rechenleistung, auch in echtzeitkritischen Anwendungen, wie z.B. einer Motorsteuerung, geht der Trend stark zu parallelen Rechnerarchitekturen, um die Leistungsgrenze von derzeitigen Single-Core Prozessoren überwinden zu können. Damit die in Zukunft von der Hardware bereitgestellte Rechenleistung genutzt werden kann, muss die Software sinnvoll auf die verschiedenen Rechenkerne verteilt werden. Diese Aufgabe übernimmt ein Scheduler, der die zu rechnenden Aufgaben den Rechenkernen zuweist. Im Echtzeit-Umfeld werden andere Scheduler verwendet als im High Performance Computing Bereich, da die harte Echtzeiteigenschaft sichergestellt werden muss. In den letzten Jahren wurden einige Veröffentlichungen in dieser Domäne gemacht, dabei wurden jedoch nur selten die dargestellten Scheduling-Verfahren auch praktisch umgesetzt. Da es dafür keine technische erprobte Lösung gibt, werden diese Verfahren in der Industrie derzeit nicht eingesetzt. Dieses Problem soll in diesem Projekt adressiert werden.

Im Vorhaben ESCHE sollen verschiedene Scheduling-Verfahren für massiv parallele harte Echtzeitsysteme, die in der Literatur meist nur theoretisch existieren, auf ihre Praxistauglichkeit bewertet werden. Hierbei wird vor allem Wert auf neuartige Verfahren, wie globale oder hybride Scheduler, gelegt, aber auch bekannte Verfahren wie verteilte Scheduler sollen untersucht werden. Dafür soll eine Auswahl an Verfahren getroffen werden, die auf einer simulierten Hardware implementiert und hinsichtlich der Einsatzfähigkeit für Echtzeitsysteme wie z.B. einem Motorsteuergerät evaluiert werden. Die Innovation dieses Projektes liegt in der erstmaligen realen Umsetzung einiger Scheduling-Algorithmen und ihrer Bewertung hinsichtlich der Einsatzfähigkeit in der Automobilbranche mit harten Echtzeitanforderungen.

Software Campus-Partner: KITRobert Bosch GmbH

Umsetzungszeitraum: 01.03.2014 - 30.09.2015