Mixed-Criticality (MC) systems have recently been devised to address the requirements of real-time systems in industrial applications, where the system runs tasks with different criticality levels on a single platform. In some workloads, a high-critically task might overrun and overload the system, or a fault can occur during the execution. However, these systems must be fault-tolerant and guarantee the correct execution of all high-criticality tasks by their deadlines to avoid catastrophic consequences, in any situation. Furthermore, in these MC systems, the peak power consumption of the system may increase, especially in an overload situation and exceed the processor Thermal Design Power (TDP) constraint. This may cause generating heat beyond the cooling capacity, resulting the system stop to avoid excessive heat and halting the processor. In this paper, we propose a technique for dependent dual-criticality tasks in fault-tolerant multi-core MC systems to manage peak power consumption and temperature. The technique develops a tree of possible task mapping and scheduling at design-time to cover all possible scenarios and reduce the low-criticality task drop rate in the high-criticality mode. At run-time, the system exploits the tree to select a proper schedule according to fault occurrences and criticality mode changes. Experimental results show that the average task schedulability is 74.14% on average for the proposed method, while the peak power consumption and maximum temperature are improved by 16.65% and 14.9 C on average, respectively, compared to a recent work. In addition, for a real-life application, our method reduces the peak power and maximum temperature by up to 20.06% and 5 C, respectively, compared to a state-of-the-art approach.


翻译:最近设计了混合临界(MC)系统,以满足工业应用中实时系统温度消耗的要求,工业应用中,系统在同一个平台上运行的临界值水平不同。在某些工作量中,高临界任务可能会超负荷和超负荷系统,或者在执行过程中可能发生故障。然而,这些系统必须具有容错性,保证在最后期限前正确执行所有高度临界任务,以避免任何情况下的灾难性后果。此外,在这些20个系统中,系统的高峰温度消耗量可能会增加,特别是在超负荷情况下,超过处理器热设计动力(TDP)的限制。这可能导致冷却能力以外的热量产生,导致系统停止过度热量和超负荷,或者在执行过程中可能发生故障。在本文中,我们建议了一种双临界性任务技术,以管理最高电耗和温度。此外,在设计时,最高峰的温度制图和时间安排,以覆盖所有可能的情景,并降低高临界值电量水平模式下的低临界电流率下降率。在运行时,在运行时,最高温度和平均温度模式上,最慢的温度系统将降低。在运行周期期间,最慢的温度系统将使用最接近的温度方法。

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