عنوان پایان‌نامه

کنترل قابلیت اطمینان متاثر از دما در سیستم های بی درنگ



    دانشجو در تاریخ ۱۸ شهریور ۱۳۹۴ ، به راهنمایی ، پایان نامه با عنوان "کنترل قابلیت اطمینان متاثر از دما در سیستم های بی درنگ" را دفاع نموده است.


    رشته تحصیلی
    مهندسی کامپیوتر-معماری کامپیوتر
    مقطع تحصیلی
    کارشناسی ارشد
    محل دفاع
    کتابخانه مرکزی پردیس 2 فنی شماره ثبت: E 2918;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 74381
    تاریخ دفاع
    ۱۸ شهریور ۱۳۹۴
    دانشجو
    احد مظفری فرد
    استاد راهنما
    مهدی کارگهی
    چکیده
    لینک فایل چکیده
    در بسیاری از سیستم‏های بی‏درنگ قابلیت اطمینان وظایف سیستم از درجه اهمیتی همتراز با برآوردن موعد زمانی وظایف برخوردار است. با ادامه روند کاهش اندازه تکنولوژی ساخت، تاثیرات دمای تراشه بر آسیب‏پذیری برنامه در حال اجرا در اثر خطای نرم در حال افزایش است. با افزایش دما، نرخ خطای نرم افزایش پیدا می‏کند که منجر به افزایش نرخ شکست وظیفه یا به عبارت دیگر کاهش قابلیت اطمینان سیستم و وظایف آن می‎‏شود. نرخ شکست وظیفه علاوه بر خطای نرم، از ضریب آسیب‏پذیری معماری نیز تاثیر می‏پذیرد. این ضریب برای هر وظیفه متفاوت است و بنابراین با اجرای هر وظیفه بر روی پردازنده نرخ شکست تغییر می‏کند. از طرف دیگر کنترل تاثیرات دما بر قابلیت اطمینان سیستم ممکن است منجر به کاهش کارایی و نقض موعدهای زمانی وظایف بی‏درنگ سیستم شود. بنابراین باید ضمن کنترل تاثیر دما بر قابلیت اطمینان به محدودیت‏های زمانی سیستم بی‏درنگ نیز توجه کنیم. در این پایان نامه یک روش کنش‌گرا با استفاده از روش Thermal-Throttling برای تضمین کران نرخ شکست وظایف در حال اجرا پیشنهاد می‏دهیم که زمان پاسخ را نیز کمینه می‏کند. کارهای وظایف مختلف با سیاست زودترین زمان ممکن (ASAP) اجرا می‏شوند و دمای پردازنده براساس ضریب آسیب‏پذیری معماری وظایف در حال اجرا کنترل می‏شود. در این پایان‌نامه بهینه بودن روش پیشنهادی برای حالتی که از الگوریتم زمانبندی FCFS استفاده می‏شود به کمک اصل استقرای ریاضی اثبات می‌شود. نتایج شبیه‎سازی‎ها انجام شده برای الگوریتم‏های زمانبندی FCFS و EDF بیانگر کاهش نرخ از دست رفتن موعد و زمان پاسخ روش ارائه شده نسبت به روش‏های مرسوم دیگر است. روش پیشنهادی به صورت میانگین در کارایی‏های مختلف 16 تا 54 درصد زمان پاسخ را نسبت به روش‏های دیگر بهبود می‏دهند و همچنین نرخ از دست رفتن موعد نسبت به روش‏های دیگر در کارایی‏های مختلف را نیز 17 تا 46 درصد بهبود می‏بخشد. کلمات کلیدی: سیستم بی‌درنگ، زمان پاسخ، مدیریت دما، خطای نرم، نرخ شکست وظیفه .
    Abstract
    In many real-time systems, task reliability is of the same importance of temporal correctness (namely, meeting the task deadline). With continuous shrinking of technology size, chip temperature that affects the vulnerability factor increases. As a result, the system faces with increased soft-error rate, which negatively impacts the task failure rate, and thus the system reliability. On the other hand, in addition to soft error rate, architecture vulnerability factor (AVF) affects the task failure rate. AVF is constant for each task; thus, the task failure rate varies when the running task changes. Therefore, some temperature and reliability constraints are added, which lead to confined performance to control these issues. More precisely, we are to control the thermal effects on reliability alongside with the temporal constraints of real-time tasks. In this thesis, we have proposed a proactive approach using thermal throttling to guarantee failure rate of the running tasks while minimizing the corresponding response-times. The jobs are executed according to the as soon as possible (ASAP) policy and the temperature of the processor is controlled based on the AVF of the running task. The optimality of the proposed method is also proven for the first-come-first-served (FCFS) scheduling algorithm. Simulation results reveal that the proposed method can reduce the job miss-ratio and response-time for both FCFS and EDF scheduling algorithms. The proposed method has improved the average response-time by 16% to 54% for different utilizations; it also has reduced the deadline miss-ratio by 17% to 46% on the average. Keywords: Real-time system, Response time, Temperature management, Soft error, Task failure rate