Ordonnancement de tâches temps réel dures préemptives séquentielles ou parallèles sur plateformes multiprocesseur identique

Scheduling sequential or parallel hard real-time pre-emptive tasks upon identical multiprocessor platforms

• Auteur / Autrice : Pierre Courbin
• Direction : Laurent George
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Informatique
• Date : Soutenance le 13/12/2013
• Etablissement(s) : Paris Est
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Mathématiques, Sciences et Technologies de l'Information et de la Communication (Champs-sur-Marne, Seine-et-Marne ; 2010-2015)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire Images, Signaux et Systèmes Intelligents (Créteil) - LISSI
• Jury : Président / Présidente : Yves Sorel
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Laurent George, Joël Goossens
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Alan Burns, Pascal Richard

Mots clés

Mots clés contrôlés

Commande en temps réel

Multiprocesseurs

Ordonnancement (informatique)

Mots clés libres

Temps réel

Ordonnancement

Multiprocesseur

Parallèlle

Partitionnement

Semi-Partitionnement

Real-Time

Scheduling

Multiprocessor

Parallel

Partitioning

Semi-Partitioning

Résumé

L'ordonnancement de tâches sur un système temps réel dur correspond à trouver une façon de choisir, à chaque instant, quelle tâche doit être exécutée sur le processeur pour que chacune ait le temps de terminer son travail avant son échéance. Ce problème, dans le contexte monoprocesseur, est déjà bien étudié et permet des applications sur des systèmes en production (aérospatiale, bourse etc.). Aujourd'hui, les plateformes multiprocesseur se sont généralisées et ont amené de nombreuses questions telles que l'utilisation efficace de tous les processeurs. Dans cette thèse, nous explorons les approches existantes pour résoudre ce problème. Nous étudions tout d'abord l'approche par partitionnement qui consiste à utiliser les recherches existantes en ramenant ce problème à plusieurs systèmes monoprocesseur. Ici, nous proposons un algorithme générique dont les paramètres sont adaptables en fonction de l'objectif à atteindre. Nous étudions ensuite l'approche par semi-partitionnement qui permet la migration d'un nombre restreint de tâches. Nous proposons une solution avec des migrations restreintes qui pourrait être assez simplement implémentée sur des systèmes concrets. Nous proposons ensuite une solution avec des migrations non restreintes qui offre de meilleurs résultats mais est plus difficile à implémenter. Enfin, les programmeurs utilisent de plus en plus le concept de tâches parallèles qui peuvent utiliser plusieurs processeurs en même temps. Ces tâches sont encore peu étudiées et nous proposons donc un nouveau modèle pour les représenter. Nous étudions les ordonnanceurs possibles et nous définissons une façon de garantir l'ordonnançabilité de ces tâches pour deux d'entre eux

The scheduling of tasks on a hard real-time system consists in finding a way to choose, at each time instant, which task should be executed on the processor so that each succeed to complete its work before its deadline. In the uniprocessor case, this problem is already well studied and enables us to do practical applications on real systems (aerospace, stock exchange etc.). Today, multiprocessor platforms are widespread and led to many issues such as the effective use of all processors. In this thesis, we explore the existing approaches to solve this problem. We first study the partitioning approach that reduces this problem to several uniprocessor systems and leverage existing research. For this one, we propose a generic partitioning algorithm whose parameters can be adapted according to different goals. We then study the semi-partitioning approach that allows migrations for a limited number of tasks. We propose a solution with restricted migration that could be implemented rather simply on real systems. We then propose a solution with unrestricted migration which provides better results but is more difficult to implement. Finally, programmers use more and more the concept of parallel tasks that can use multiple processors simultaneously. These tasks are still little studied and we propose a new model to represent them. We study the possible schedulers and define a way to ensure the schedulability of such tasks for two of them