Real-time embedded systems that combine processes of various criticalities (i.e. mixed-criticality real-time systems) represent an emerging research that faces many issues. This paper describes a new ASIC design of a coprocessor that realizes process scheduling for mixed-criticality real-time systems. The solution proposed in this paper uses Robust Earliest Deadline (RED) algorithm. Due to the on-chip implementation of the scheduler, all scheduler operations always take two clock cycles to execute. The proposed solution was verified by simulations that applied millions of random inputs. Chip area costs are evaluated by synthesis into ASIC using 28 nm TSMC technology. The proposed RED-based scheduler is compared with an existing EDF-based scheduler that supports hard real-time processes only. Even though the RED-based scheduler costs more chip area, it can handle any combinations of process criticalities, variations of process execution times and deadlines, achieves higher CPU utilization and can be used for scheduling of non-real-time, soft real-time and hard real-time processes combined within one system.


翻译:实时嵌入系统综合了各种临界点(即混合临界点实时系统)的流程,这是一项新出现的研究,面临许多问题。本文件描述了一个新的ACIC设计,用于实现混合临界点实时系统进程时间安排的共同处理器的新设计。本文提出的解决方案使用Robust Earlest Trate(RED)算法。由于在芯片上安装了定时器,所有定时器操作总是需要两个时钟周期才能执行。拟议的解决方案通过模拟应用数百万次随机输入进行验证。芯片区成本通过综合使用28 nm TSMC技术合成为ASIC进行评估。拟议的RED定时器与现有的基于EDF的定时器进行了比较,该定时器仅支持硬实时程序。即使基于RED定时器的定时器成本更高,它也可以处理任何程序临界点、程序执行时间和最后期限变化的组合,实现更高的CPU利用率,并可用于将非实时、软实时和硬实时程序合并在一个系统内进行调度。

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