분산 실시간 시스템에서의 자원 제어 기법

Abstract

본 논문에서는 분산 실시간 시스템에서 공유되는 자원들에 대한 실시간적 특성을 분석하고, 태스크가 이들 자원을 요청했을 때, 봉쇄시간을 예측하는 자원 관리자를 제안한다. 분산 환경에서, 우리는 봉쇄의 주요 원인인 우선순위 역전 문제와 함께 원격 봉쇄의 문제점을 고려해야 한다. 본 논문에서 우선 순위 역전 문제는 동기 프로토콜로 잘 알려진 Priority Ceiling Protocols(PCP)를 사용하여 해결하였다. 또한, 원격 봉쇄의 문제에 대해서는, 전역자원을 다른 지역자원들 보다 우선적으로 수행함으로써 원격 태스크들로 인한 봉쇄시간을 예측할 수 있도록 하였다. 본 논문의 자원 관리자는 할당된 자원과 태스크들의 관계 목록을 이용하여, 요청된 자원의 상태에 따른 봉쇄요인을 분석하고, 그 결과로 태스크가 자원 수행을 마칠 때까지 소요되는 봉쇄시간의 상한값을 결정한다. 또한, 이러한 상한값의 타당성을 수학적으로 증명 하였다.

In this paper, we analyze the real-time characteristics of resources sharing in distributed real-time systems, and present a resource manager that can estimate the blocking time of each task that requests a resource locally (or remotely). In distributed environments, we should consider the priority inversion problem that is a main cause of the blocking and also, consider the remote blocking problem. In this paper, we solve the priority inversion problem using the Priority Ceiling Protocol (PCP) known as synchronization protocols. For the remote blocking problem, the blocking time due to the remote tasks is predictable by executing a global resource prior to other local resources. The resource manager analyzes the blocking factors according to the state of a resource by using relation lists between resources and tasks, and determines an upper bound of its blocking time until a task completes the execution of the resource. Furthermore, we analytically prove the validity of this upper bound.