Scheduling Strategies for Overloaded Real-Time Systems - Inria - Institut national de recherche en sciences et technologies du numérique Access content directly
Reports (Research Report) Year : 2022

Scheduling Strategies for Overloaded Real-Time Systems

Stratégies d’ordonnancement pour un système en temps-réel surchargé

Abstract

This paper introduces and assesses novel strategies to schedule firm real-time jobs on an overloaded server. The jobs are released periodically and have the same relative deadline. Job execution times obey an arbitrary probability distribution and can take unbounded values (no WCET). We introduce three control parameters to decide when to start or interrupt a job. We couple this dynamic scheduling with several admission policies and investigate several optimization criteria, the most prominent being the Deadline Miss Ratio (DMR). Then we derive a Markov model and use its stationary distribution to determine the best value of each control parameter. Finally we conduct an extensive simulation campaign with 14 different probability distributions; the results nicely demonstrate how the new control parameters help improve system performance compared with traditional approaches. In particular, we show that (i) the best admission policy is to admit all jobs; (ii) the key control parameter is to upper bound the start time of each job; (iii) the best scheduling strategy decreases the DMR by up to 0.35 over traditional competitors.
Ce travail présente et évalue de nouvelles stratégies d’ordonnancement pour exécuter des tâches périodiques en temps réel sur une plate-forme surchargée. Les tâches arrivent périodiquement et ont le même délai relatif pour leur exécution. Les temps d’exécution des tâches obéissent à une distribution de probabilité arbitraire et peuvent prendre des valeurs illimitées (pas de WCET). Certaines tâches peuvent être interrompues à leur admission dans le système ou bien en cours d’exécution. Nous introduisons trois paramètres de contrôle pour décider quand démarrer ou interrompre une tâche. Nous associons cet ordonnancement dynamique à plusieurs politiques d’admission et étudions plusieurs critères d’optimisation, le plus important étant le Deadline Miss Ratio (DMR). Ensuite, nous dérivons un modèle de Markov et utilisons sa distribution stationnaire pour déterminer la meilleure valeur de chaque paramètre de contrôle. Enfin, nous conduisons de vastes simulations avec 14 distributions de probabilité différentes ; les résultats démontrent bien comment les nouveaux paramètres de contrôle contribuent à améliorer les performances du système par rapport aux approches traditionnelles. En particulier, nous montrons que (i) la meilleure politique d’admission est d’admettre toutes les tâches; (ii) le paramètre de contrôle clé est de limiter le temps de début de chaque tâche après son admission; (iii) la meilleure stratégie de planification diminue le DMR jusqu’à 0,35 par rapport aux concurrents traditionnels.
Fichier principal
Vignette du fichier
rr9455.pdf (1.42 Mo) Télécharger le fichier
Origin : Files produced by the author(s)

Dates and versions

hal-03580853 , version 1 (18-02-2022)

Identifiers

  • HAL Id : hal-03580853 , version 1

Cite

Yiqin Gao, Guillaume Pallez, Yves Robert, Frédéric Vivien. Scheduling Strategies for Overloaded Real-Time Systems. [Research Report] RR-9455, Inria - Research Centre Grenoble – Rhône-Alpes. 2022, pp.1-48. ⟨hal-03580853⟩
59 View
106 Download

Share

Gmail Facebook X LinkedIn More