Real Time Analysis in Real Time

Präsentation zum Thema: "Real Time Analysis in Real Time"—  Präsentation transkript:

1 Real Time Analysis in Real Time
Schedulability Real Time Analysis in Real Time

2 Problembeschreibung Performanzanalyse in beschränkter Zeit
Iteratives Verfahren mit Schedulability Analysen Hier: SPP Schedulability Analyse in beschränkter Zeit Wie die Zeit beschränken? Welche Faktoren Beeinflussen die Laufzeit? Optimierungen und ihr Einfluss auf die Laufzeit Möglichkeiten der Einflussnahme auf die Laufzeit Ableitung einer Analysestrategie

3 Anatomie Busy-Window Algorithmen
Betrachte Aktivierung N=0 Wähle N = letzter vom Burst Untere Schranke für Busy Window als Initialwert Busy-Window = Initialwert (0) Große Bursts Preemption von höher prioren Tasks Beschränke Anzahl Durchläufe Berechne Busy-Window Mehr Preemptions? ja Weitere Aktivierungen im Busy Window? N+=1 ja

4 Einfluss von Last und Jitter
Konstante WCET Jitter = 0 Periode T0 -> WCET T0 Viele Preemptionsschwierig Konstante WCET Konstante Periode Jitter 0->1000*P Großer Jitter nur schwierig für zu Analysierenden Task

5 Empirische Analyse - Ansatz
Generiere Taskset: Anzahl Tasks gleichverteilt [2..MAX_Tasks] WCET gleichverteilt [1..MAX_WCET] Periode gleichverteilt [1..MAX_PER] Jitter gleichverteilt [0..MAX_JIT] Analysiere WCRT des niedrig priorsten Tasks Metriken: Maximale Anzahl Busy-window Vergrößerungen (pro Aktivierung) Anzahl zu Analysierender Aktivierungen Gesamtzahl Busy-Window Vergrößerungen

6 Analysedauer zufällig generierter Tasksets
Kein Jitter Analyse meist einfach Großer Jitter Analyse schwierig Großer Jitter mit Optimierungen Gibt Hoffnung Aber: nicht Anwendbar, wenn minD

7 Minimalabstand als Parameter
Genauere (= kleinere) WCET Größerer Akzeptanzfaktor Beeinflussbar per Shaper im System Zerstört Burst-Optimierung Längere Analysen

8 MinD Verwenden Generisches Beispiel – Gain
Exploriert über minD 0Periode Analysedauer in Iterationen für obiges Beispiel

9 Minimalabstand als Parameter
Genauere (= kleinere) WCET Größerer Akzeptanzfaktor Beeinflussbar per Shaper im System Zerstört Burst-Optimierung Längere Analysen Verkürzt Analysedauer! (?)

10 Analysedauer, empirisch
Viele Versuche mit verschiedenen minD Setze minD zu x%Periode Exploriert über x Durchschnitt, Standardabweichung Betrachtung von minD nur komplex für minD < 0,2 * P

11 Komplexe minD Probleme Abschätzen
Betrachte Aktivierung N=0 Busy-Window = Initialwert Berechne Busy-Window Mehr Preemptions? ja Weitere Aktivierungen im Busy Window? N+=1 ja

12 Komplexe minD Probleme Abschätzen
Betrachte Aktivierung N=0 Busy-Window = Initialwert N = maxBurst Dmin = 0 Berechne Busy-Window N>K? Mehr Preemptions? ja Weitere Aktivierungen im Busy Window? N+=1 ja

13 Exploration über verschiedene K
Versuch wie oben Nur Average K maximale Anzahl mit minD Rot: ohne minD zu beachten Keine Aussage: Genauigkeit Noch Möglich: Genauigkeit der einzelnen Analysen plotten – irgendwie: WCRT1-WCRT2 = Ungenauigkeitsfaktor.

14 Genauigkeit Versuch wie oben Nur Average K maximale Anzahl mit minD
Ohne MinD = 0

15 Erkenntnisse bis jetzt
Schwierige Probleme Große Last mit hochfrequentem höherpriorem Task Großer Burst mit minD << P und K groß Fragen: Wie K wählen? Wie viele Iterationen rechnen? Was für Ergebnisse geben schwierige Probleme?

16 WCRT/WCET zu # Zyklen MaxTotalCycles = 50 fängt bei K< 20 die meisten Fälle mit WCRT/WCET < 500 WCRT/WCET = 500 (will man nicht) K=10: Shortcut-Effekt?  Selbst für große K kann maxTotalCycles <150 gewählt werden

17 Abstrakt gesehen Infeasible wg. Latenz-Constraints
Existierende Probleme WCRT / WCET Tighter Constraints K -> 0 Oder auch nicht: 2 Tasks, Hochpriorer: kurze WCET, hohe frequenz, niederpriorer: lange wcet – niedrige frequenz: Wird durch initialWindow gekillt. Beweis: TBD – Ist an sich nicht so, da lange Analysedauer nur bei vielen Preemptions -> WCRT >> WCET Ansonsten lange analysedauer bei großem Backlog und minimum Distance -> über K regelbar, aber auch immer WCRT >> WCET (mindestens Faktor # Backlog) eher Multiplikativ mit Number Preemptions. K -> ¥ 500 Nicht Existierende Probleme Analysedauer 200

18 Abbruch für WCRT > Pfadlatenz
Infeasible wg. Latenz-Constraints Existierende Probleme WCRT / WCET K -> 0 K -> ¥ Nicht Existierende Probleme Tradeoff: Analysedauer – Genauigkeit über K Analysedauer Analysen können relativ früh abgebrochen werden

19 Strategie für die lokale Analyse
Schedulability Analyse in O(n) -> siehe Literatur WCRT Analyse nur für Tasks, die Latenz-Constrained sind Wenn WCRT > Gesamtlatenz abbrechen Alle Abkürzungen von oben, K wählbar. (für schnelle Analysen wähle K=0) Gedanken: Bei Latenz-Beschränkungen kann schnell abgebrochen werden Andere, evtl. schwierige Probleme durch schedulability Analyse erschlagen -> Schwierig zu analysierende Tasks wahrscheinlich nicht Latenz-Kritisch.

20 Conclusion Goal: Perform SPP Analysis in bounded number of iterations
Use Optimizations of Sjödin/Hanson Esp. Init Burst Top-Down Analysis of tasks (not further investigated) Use minD shortcut Shaper will help in Analysis complexity Tradeoff – Accuracy vs # of analyzable problems possible Hard Problems will produce very large WCRTs Only analyse Tasks that have a latency constraint WCRT > constraint is abort-condition for analysis