CRII: CNS: Supporting Mixed-Criticality Real-Time Systems on Heterogeneous Platforms

CRII:CNS:支持异构平台上的混合关键实时系统

基本信息

  • 批准号:
    2104181
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 17.5万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
    Standard Grant
  • 财政年份:
    2021
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2021-07-01 至 2025-06-30
  • 项目状态:
    未结题

项目摘要

With the thriving applications in modern computing systems, there is a trend toward designing and implementing such systems in a consolidated manner for both scalability and sustainability. This trend leads to: first, applications, or tasks, of different criticalities that are supported on a common shared hardware platform; second, such platforms consist of computing processors that have different functionalities and capabilities, or heterogeneous processors. These may significantly impact the temporal predictability of the system, which is crucial for real-time systems where temporal guarantees must be validated prior to runtime. This project will conduct exploratory research on the real-time scheduling of mixed-criticality (MC) tasks on heterogeneous processors. The real-time scheduling analysis will provide provable guarantees on the temporal behaviors of the system. This research will investigate holistic methods and techniques that address the consolidation in both aspects of tasks and processors. This work will result in new system models that represent the MC tasks and the heterogeneous processors in an integrated manner. Based on the models, new scheduling algorithms will be developed to efficiently allocate the computing resources while the required temporal guarantees for the MC tasks are satisfied. System prototypes will be implemented to demonstrate and evaluate the effectiveness of the models and algorithms. These new models, algorithms, and prototypes will advance the understanding of both MC and heterogeneous scheduling in real-time systems, and will enable consolidated real-time system designs. This further benefits the efficiency, scalability, and affordability of a wide range of applications in internet of things (IoT) and cyber-¬physical systems (CPS) where temporal constraints commonly exist. As being conducted in a large Hispanic Serving Institution (HSI), this project will promote science, technology, engineering, and math (STEM) education and research for students from underrepresented groups and broaden their participation in computing.This award reflects NSF's statutory mission and has been deemed worthy of support through evaluation using the Foundation's intellectual merit and broader impacts review criteria.
随着现代计算系统中应用的蓬勃发展,为了可伸缩性和可持续性,以统一的方式设计和实现这样的系统是一种趋势。这一趋势导致:第一,在公共共享硬件平台上支持不同关键程度的应用或任务;第二,这种平台由具有不同功能和能力的计算处理器或异类处理器组成。这些可能会显著影响系统的时间可预测性,这对于必须在运行前验证时间保证的实时系统至关重要。本项目将对混合关键任务在异质处理器上的实时调度进行探索性研究。实时调度分析将为系统的时间行为提供可证明的保证。这项研究将调查在任务和处理器两个方面解决整合的整体方法和技术。这项工作将产生新的系统模型,以集成的方式表示MC任务和异类处理器。基于这些模型,将开发新的调度算法,在满足MC任务所需的时间保证的同时,有效地分配计算资源。将实现系统原型,以演示和评估模型和算法的有效性。这些新的模型、算法和原型将促进对实时系统中MC和异类调度的理解,并将使统一的实时系统设计成为可能。这进一步有利于物联网(IoT)和网络物理系统(CP)中广泛应用的效率、可扩展性和可负担性,这些系统通常存在时间限制。作为一个大型拉美裔服务机构(HSI)的项目,该项目将促进来自代表不足群体的学生的科学、技术、工程和数学(STEM)教育和研究,并扩大他们对计算的参与。该奖项反映了NSF的法定使命,并通过使用基金会的智力优势和更广泛的影响审查标准进行评估,被认为值得支持。

项目成果

期刊论文数量(13)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Precise Mixed-Criticality Scheduling on Varying-Speed Multiprocessors
  • DOI:
    10.1109/tc.2022.3197078
  • 发表时间:
    2023-01
  • 期刊:
  • 影响因子:
    3.7
  • 作者:
    Sudharsan Vaidhun;Tianning She;Qijun Gu;Sajal K. Das;Kecheng Yang;Zhishan Guo
  • 通讯作者:
    Sudharsan Vaidhun;Tianning She;Qijun Gu;Sajal K. Das;Kecheng Yang;Zhishan Guo
Scheduling Constrained-Deadline Tasks in Precise Mixed-Criticality Systems on a Varying-Speed Processor
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Towards Hard Real-Time and Energy-Efficient Virtualization for Many-Core Embedded Systems
  • DOI:
    10.1109/tc.2022.3207115
  • 发表时间:
    2023-01
  • 期刊:
  • 影响因子:
    3.7
  • 作者:
    Zhe Jiang;Kecheng Yang;Yunfeng Ma;N. Fisher;N. Audsley;Zheng Dong
  • 通讯作者:
    Zhe Jiang;Kecheng Yang;Yunfeng Ma;N. Fisher;N. Audsley;Zheng Dong
Precise Scheduling Mixed-Criticality Gang Tasks with Reserved Processors
  • DOI:
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Tianning She;Zhishan Guo;Kecheng Yang
  • 通讯作者:
    Tianning She;Zhishan Guo;Kecheng Yang
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  • 作者:
    Wei Li;Kecheng Yang;Yaojun Qiao;Yuan Li;Xiaojun Liang
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  • 发表时间:
    2017
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  • 作者:
    Yi Fei;Ao Yang;Kecheng Yang;Xiaochao Tan;Li Junyu;Huan Liu
  • 通讯作者:
    Huan Liu

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    $ 17.5万
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    2023
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  • 资助金额:
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  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
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  • 项目类别:
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知道了