Μεθοδολογίες Και Εργαλεία Διαχείρισης Πόρων Και Παραμετροποίησης Εφαρμογών Κατά Το Χρόνο Εκτέλεσης Σε Πολυπύρηνες Ενσωματωμένες Πλατφόρμες

Abstract

Στην παρούσα διδακτορική διατριβή, παρουσιάζουμε (i) μεθολογίες επιτάχυνσης καιπαραμετροποίησης της διαχείρισης μνήμης σε επίπεδο middleware για την εφαρμογήπροσαρμοσμένων Δυναμικών Διαχειριστών Μνήμης (ΔΔΜ) και (ii) μεθοδολογίες κατανεμημένηςδιαχείρισης πόρων σε πολυπύρηνες ενσωματωμένες πλατφόρμες. Αρχικά, η παραμετροποίησηεπιτυγχάνεται με την εφαρμογή προσαρμοσμένων ΔΔΜ σε μικροκώδικα (microcode). Επιπλέον, ηδιαχείριση των πόρων της πλατφόρμας κατά τη φάση εκτέλεσης επιτυγχάνεται με τα προτεινόμεναμεθοδολογικά πλαίσια με την χρήση πολλών πυρήνων σε διαφορετικούς ρόλους και την ανάπτυξηεπικοινωνιακών πλαισίων για τη μείωση του συνολικού φορτίου στο ολοκληρωμένο. Οι προτεινόμενεςμεθοδoλογίες έδειξαν ότι η προσέγγιση σε μικροκώδικα αποτελεί μια καλή εναλλακτική λύση για ναξεπεραστεί το δίλημμα απόδοσης και ευελιξίας, προσφέροντας μια προγραμματιζόμενη και ευέλικτηλύση για την επιτάχυνση μεγάλου φάσματος εφαρμογών. Eπιπλέον, προσφέρουν ευελιξία στο θέματης κατανεμημένης απεικόνισης των εφαρμογών στη φάση εκτέλεσης καθώς βασίζονται στο γεγονόςότι μπορούν να πετύχουν διαφορετικά επίπεδα αξιοποίησης των πόρων της πλατφόρμας ανάλογα μετις ανάγκες των εφαρμογών και χωρίς να υπάρχει κάποιο κεντρικό σημείο αποτυχίας. Όσον αφορά τιςυπηρεσίες διαχείρισης μνήμης σε επίπεδο μικροκώδικα, τα πειραματικά αποτελέσματα δείχνουν ότι τοκέρδος της προτεινόμενης προσέγγισης, για το σχεδιασμό εξατομικευμένων ΔΔΜ, ήταν περίπου 7xμεγαλύτερο με μια μικρή αύξηση, της τάξεως του 14%, στην καταναλισκόμενη ισχύ. Το πλαίσιο για τηναπεικόνιση εφαρμογών στη φάση εκτέλεσης προσαρμόζεται στις ανάγκες και στους περιορισμούς τωνεφαρμογών και παράγει κατά μέσο όρο 21% και 10% καλύτερο κόστος επικοινωνίας για ομογενείς καιετερογενείς πλατφόρμες αντίστοιχα. Τέλος, όσον αφορά τις πράλληλες εφαρμογές το προτεινόμενοπλαίσιο έχει κατά μέσο όρο 70% λιγότερα μηνύματα, 64% μικρότερο μέγεθος μηνυμάτων και 20%κέρδος στην επιτάχυνση των εφαρμογών.