Vorhersagbare Migration in Echtzeitsystemen	
Phillip Raffeck, Stefan Reif, Wolfgang Schröder-Preikschat and Peter Ulbrich	

Mehrkernprozessoren, sowohl mit homogenen als auch heterogenen Speicherarchitekturen, halten
besonders in den letzten Jahren vermehrt Einzug in die Domäne der eingebetteten Echtzeitsyste-
me. Obwohl Migration von Tasks zur Laufzeit erforderlich ist, um das volle Potential aller Kerne
ausschöpfen zu können, findet sie in der Praxis in Echtzeitsystemen kaum Anwendung. Zwar existie-
ren zahlreiche auf Migration basierende Ansätze in der Schedulingliteratur, die jedoch oftmals unter
der Annahme einer kostenfreien Migration agieren. In realen Systemen entstehen allerdings Ver-
waltungsgemeinkosten, die schwer vorhersagbar sind und daher zu pessimistischen Abschätzungen
des Zeitverhaltens des Aufgabensystems führen. Vorhersagbare Migration kann diesen Pessimismus
verringern und so eine erhöhte Planbarkeit sowie effizientere Systeme ermöglichen.
Dieser Vortrag stellt daher einen Ansatz vor, der mittels statischer Analysen geeignete Punkte im
Programmablauf identifiziert, an denen eine Migration mit möglichst geringen Kosten verbunden
ist. Durch eine Einschränkung der Migration auf diese vorherbestimmten Punkte erhöht sich zu-
gleich die Vorhersagbarkeit des Systemverhaltens. Ein statisches Aufteilen des Systems an diesen
identifizierten Punkten ist allerdings zu unflexibel. Deshalb gilt es, Schnittstellen und Mechanismen
zu entwerfen, die es dem Betriebssystem zur Laufzeit auf effiziente Weise ermöglichen, an diesen
statisch identifizierten Punkten Entscheidungen über eine potentiell benötigte Migration zu fällen.
Durch die Kombination aus Analysewissen und aktuellem Laufzeitverhalten können aus Sicht der
Termintreue unnötige Migrationen vermieden werden.
Darüber hinausgehend betrachtet dieser Vortrag einen Ansatz, Synchronisation in Echtzeitsystemen
durch Herstellen von Cachelokalität zugleich vorhersagbar und effizient zu gestalten. Dies erfolgt
unter Ausnutzung der großen Anzahl zur Verfügung stehender Kerne, indem einzelne Kerne aus-
schließlich für die Abarbeitung kritischer Abschnitte genutzt werden. So kann sichergestellt werden,
dass geteilte Daten durchgehend im kernlokalen Speicher vorhanden sind und sich somit kürzere und
vorhersagbarere Zugriffszeiten ergeben.
In ihrer Gesamtheit ermöglichen die vorgestellten Betriebssystemmechanismen und Analysen eine
effizientere und vor allem vorhersagbare Ausführung bestehender Echtzeitsysteme.