Thèse soutenue

Arbitrage mémoire dynamique non-oisif basé sur TDM pour des systèmes multi-criticité temps réel

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Auteur / Autrice : Farouk Hebbache
Direction : Laurent Pautet
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Informatique
Date : Soutenance le 28/11/2019
Etablissement(s) : Université Paris-Saclay (ComUE)
Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences et technologies de l'information et de la communication (Orsay, Essonne ; 2015-....)
Partenaire(s) de recherche : établissement de préparation de la thèse : Télécom Paris (Palaiseau, Essonne ; 1878-....)
Laboratoire : Laboratoire Traitement et communication de l'information (Paris ; 2003-....) - Laboratoire d'intégration des systèmes et des technologies (Gif-sur-Yvette, Essonne ; 2001-....)
Jury : Président / Présidente : Alain Mérigot
Examinateurs / Examinatrices : Steven Derrien, Frédéric Pétrot, Florian Brandner, Mathieu Jan
Rapporteurs / Rapporteuses : Claire Pagetti, Christine Rochange

Résumé

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Les architectures multi-cœurs posent de nombreux défis dans les systèmes temps réel, qui découlent des conflits entre les accès simultanés à la mémoire partagée. Parmi les politiques d'arbitrage mémoire disponibles, le multiplexage temporel, en anglais Time-Division Multiplexing (TDM), assure un comportement prédictible en limitant les latences d'accès et en garantissant une bande passante aux tâches indépendamment des autres tâches. Pour ce faire, TDM garantit un accès exclusif à la mémoire partagée dans une fenêtre temporelle fixe. L'approche TDM, cependant, fournit une faible utilisation des ressources car elle oisive. De plus, elle est très inefficace pour les ressources ayant des latences d'accès très variables, comme le partage de l'accès à une mémoire DRAM. La longueur constante d'une fenêtre TDM est donc très pessimiste et entraîne une sous-utilisation de la mémoire. Pour pallier ces limitations, nous présentons des mécanismes d'arbitrage dynamique basés sur TDM. Cependant, plutôt que d'arbitrer au niveau des fenêtres TDM, notre approche fonctionne à la granularité des cycles d'horloge en exploitant les temps morts accumulés par les requêtes précédentes. Cela permet à l'arbitre de réorganiser les requêtes mémoire, d'exploiter les latences d'accès réelles des requêtes, et donc d'améliorer l'utilisation de la mémoire. Nous démontrons que nos politiques sont analysables car elles préservent les garanties de TDM dans le pire des cas, alors que nos expériences montrent une amélioration significative de l'utilisation de la mémoire.