Journée thématique "Temps réel et énergie"

 Yasmina Abdeddaïm

Vérification et Ordonnancement temps réel sous contrainte d'énergie

Les automates temporisés sont des automates finis munis d'un ensemble d'horloges à valeur réelles qui croissent uniformément dans le temps. Ces horloges permettent de mesurer le temps écoulé dans un état et de contraindre les prises de transition entre états. Ce modèle est donc un automate à espace d'états infini qui permet de modéliser facilement les systèmes temps réel. L'utilisation des automates temporisé et du model checking pour la résolution de problèmes d'ordonnancement a été largement étudiée. Récemment, une nouvelle problématique autour des automates temporisés a été proposée: "le problème d'accessibilité sous contraintes d'énergie". Le but est de montrer si il existe une trace d'exécution dans l'automate qui maintienne positives la valeur d'un ensemble de variables. Dans cet exposé, je commencerai par une présentation de la problématique d'accessibilité sous contraintes d'énergie, puis je montrerai le parallèle avec le problème d'ordonnancement sous contraintes d'énergie. Enfin, je définirai un problème spécifique d'ordonnancement temps réel sous contrainte d'énergie et proposerai une approche basée sur le model checking temporisé pour le résoudre.

 Michel Auguin

Gestion d'énergie et systèmes multiprocesseurs temps réel

On trouve aujourd'hui des systèmes embarqués dans un nombre de plus en plus important d'applications, et en particulier dans des systèmes mobiles alimentés par batterie. Par ailleurs, on constate une tendance à intégrer dans ces systèmes des fonctionnalités de plus en plus complexes qui impliquent des besoins en énergie toujours plus élevés. Avec les progrès comparativement moins rapides des technologies des batteries, le problème de l'optimisation de la consommation est devenu majeur pour de nombreuses applications. Il est aisé de montrer que le parallélisme est une technique qui permet de réduire la consommation de puissance et d'énergie à performances constantes. Ainsi on a vu apparaître différentes architectures multiprocesseurs intégrant des mécanismes de contrôle de la puissance (DPM, DVFS,...). Cependant, utiliser ces mécanismes conduit à des variations dynamiques des capacités de traitement des processeurs ce qui a un impact direct sur le comportement global du système vis à vis de contraintes temps réel. Dans l'exposé on présentera de manière plus précise la problématique puis on s'intéressera à des techniques de type DPM et DVFS associées à des algorithmes d'ordonnancement global multiprocesseur et à l’interaction entre ces techniques vis à vis de l'objectif de réduction de la consommation d'énergie. Enfin on abordera quelques aspects sur le problème du contrôle de la puissance et de l'énergie dans des architectures matérielles afin d'illustrer l'impact potentiel de ce contrôle sur le comportement temporel du système.

 Vandy Berten

Ordonnancement contraint par l'énergie de tâches probabilistes

Il existe de nombreuses façons de réduire la consommation énergétique de systèmes temps réel. Parmi celles-ci, on peut faire varier la fréquence d'exécution des processeurs. Si on connait la durée d'exécution exacte d'une tâche, on peut ralentir le processeur de façon à terminer une tâche juste avant l'échéance. Quand une information statistique est disponible, on peut réduire davantage l'énergie, en variant la fréquence du processeur de façon à minimiser la consommation moyenne, en tenant compte des caractéristiques probabilistes. Cet exposera permettra de comprendre les mécanismes à mettre en place.

 Maryline Chetto

Ordonnancement mono-processeur dans les systèmes temps réel récupérant l'énergie ambiante

La gestion de l’énergie électrique est une problématique cruciale dans les systèmes temps réel embarqués alimentés par conversion de l'énergie ambiante en énergie électrique. Des techniques permettent actuellement de minimiser l’énergie consommée et d’allonger la durée d’autonomie mais pas de garantir une autonomie perpétuelle en présence d’une énergie renouvelable produite à puissance variable. Dans ce contexte, la problématique tient dans l’adaptation dynamique de la consommation énergétique en fonction de la quantité d’énergie disponible dans le réservoir (une batterie ou un supercondensateur) et ce, tout en garantissant les contraintes temporelles parfois sévères inhérentes aux applications temps réel embarquées. Apres un état de l'art, nous décrirons une nouvelle stratégie d'ordonnancement appelée EDeg, variante de EDF, basée sur le concept de "slack energy". EDeg utilise sa clairvoyance énergétique pour décider de retarder ou non l'exécution des tâches et ce, tout en respectant les contraintes temporelles par calcul dynamique du slack time.

 Audrey Queudet

Qualité de Service des Systèmes Temps réel Embarqués sous Contraintes d'Energie

La plupart des systèmes embarqués affichent aujourd'hui des contraintes d'autonomie énergétique. A celles-ci peuvent également être associées des contraintes temporelles, le plus souvent pour des raisons d'utilisabilité, de sécurité et/ou de sûreté de fonctionnement. Alors que certains systèmes embarqués requièrent un fonctionnement dans le respect strict des contraintes temporelles (temps réel hard), d'autres au contraire, tolèrent de temps à autre, un fonctionnement dégradé dès lors que celui-ci est maîtrisé (temps réel firm). Dans cet exposé, nous nous proposons d'étudier la gestion de la Qualité de Service (QoS) d'un système temps réel firm supposé connecté à une source d'énergie renouvelable (énergie solaire, piézoélectricité, etc.). Par QoS, on entend la maîtrise de la dégradation du système en termes de dépassements temporels (quantification/répartition). Deux cadres d'étude seront présentés : celui relatif à un système monoprocesseur dans lequel QoS et autonomie énergétique doivent être garanties en-ligne par un algorithme d'ordonnancement adéquat, et celui relatif à un système multicoeur dans lequel le partitionnement statique des tâches temps réel firm est étudié afin d'offrir un maximum de flexibilité en cas de famine énergétique.