Restart-Based Fault-Tolerance: System Design and Schedulability Analysis

Embedded systems in safety-critical environments are continuously required to deliver more performance and functionality, while expected to provide verified safety guarantees. Nonetheless, platform-wide software verification (required for safety) is often expensive. Therefore, design methods that enable utilization of components such as real-time operating systems (RTOS), without requiring their correctness to guarantee safety, is necessary. In this paper, we propose a design approach to deploy safe-by-design embedded systems. To attain this goal, we rely on a small core of verified software to handle faults in applications and RTOS and recover from them while ensuring that timing constraints of safety-critical tasks are always satisfied. Faults are detected by monitoring the application timing and fault-recovery is achieved via full platform restart and software reload, enabled by the short restart time of embedded systems. Schedulability analysis is used to ensure that the timing constraints of critical plant control tasks are always satisfied in spite of faults and consequent restarts. We derive schedulability results for four restart-tolerant task models. We use a simulator to evaluate and compare the performance of the considered scheduling models

WCET Derivation under Single Core Equivalence with Explicit Memory Budget Assignment

In the last decade there has been a steady uptrend in the popularity of embedded multi-core platforms. This represents a turning point in the theory and implementation of real-time systems. From a real-time standpoint, however, the extensive sharing of hardware resources (e.g. caches, DRAM subsystem, I/O channels) represents a major source of unpredictability. Budget-based memory regulation (throttling) has been extensively studied to enforce a strict partitioning of the DRAM subsystem’s bandwidth. The common approach to analyze a task under memory bandwidth regulation is to consider the budget of the core where the task is executing, and assume the worst-case about the remaining cores' budgets. In this work, we propose a novel analysis strategy to derive the WCET of a task under memory bandwidth regulation that takes into account the exact distribution of memory budgets to cores. In this sense, the proposed analysis represents a generalization of approaches that consider (i) even budget distribution across cores; and (ii) uneven but unknown (except for the core under analysis) budget assignment. By exploiting the additional piece of information, we show that it is possible to derive a more accurate WCET estimation. Our evaluations highlight that the proposed technique can reduce overestimation by 30% in average, and up to 60%, compared to the state of the art.Accepted manuscrip

Il nuovo volto della giustizia penale

I più recenti interventi legislativi hanno contribuito a modificare la fisionomia, sostanziale e processuale, del sistema della Giustizia penale. Nel panorama delle riforme spiccano innanzitutto gli strumenti di contrasto. A venire in rilievo, da un lato, è l'introduzione del delitto di autoriciclaggio ad opera della legge 15 dicembre 2014, n. 186; dall'altro, la configurazione, attraverso il d.l. 18 febbraio 2015, n. 7, convertito con modificazioni in legge 17 aprile 2015, n. 43, di un percorso articolato – di prevenzione e repressione – che aspira a fronteggiare i fenomeni di terrorismo, anche internazionale. Oltre ai tanti snodi ermeneutici posti da tali innesti normativi, il volume affronta anche quelli che emergono dall'intervento di depenalizzazione in concreto e deflazione processuale realizzato mediante l'istituto della «non punibilità per particolare tenuità del fatto» (d.lgs. 16 marzo 2015, n. 28). Entra in campo, poi, l'approfondita disamina delle luci e delle ombre proiettate sul sistema processuale dalle modifiche apportate alla disciplina delle misure cautelari dalla legge 16 aprile 2015, n. 47, ed infine, l'analisi delle ricadute prodotte da tale ultimo provvedimento e dalla legge 23 febbraio 2015, n. 19, sull'ordinamento penitenziario

Serving HTC and critical MTC in a RAN slice

Proceedings of: IEEE 22nd International Symposium on a World of Wireless, Mobile and Multimedia Networks (WoWMoM), 7-11 June 2021, Pisa, Italy.We consider a slice of a radio access network where human and machine users access services with either high throughput or low latency requirements. The slice offers both eMBB and URLLC service categories to serve HTC (Human-Type Communication) and MTC (Machine-Type Communication) traffic. We propose to use eMBB for both HTC and MTC, transferring machine traffic to URLLC only when eMBB is not able to meet the low latency requirements of MTC. We show that by so doing the slice is capable of providing very good performance to about one hundred MTC users under high HTC traffic conditions. Instead, running time-critical MTC over only eMBB is not doable at all, whereas using URLLC suffices for at most a few tens of devices. Therefore, our approach improves the number of users served by the slice by one order of magnitude, without requiring extra resources or compromising performance. To study system performance we develop a novel analytical model of uplink packet transmissions, which covers both legacy eMBB-or URLLC-based MTC, as well as our compound approach. Our model allows to tune slice parameters so as to achieve the desired balance between HTC and MTC service guarantees. We validate the model against detailed simulations using as an example an autonomous driving scenario.V. Mancuso was supported by the Ramon y Cajal grant RYC-2014-16285 from the Spanish Ministry of Economy and Competitiveness. This work was partially supported by the EU 5GROWTH project (Grant No. 856709), and by the Region of Madrid through the TAPIR-CM project (S2018/TCS-4496)

Cellule somatiche in latte ovino: analisi e applicazione delle curve ROC

Negli ovini da latte le mastiti costituiscono una delle principali cause di perdite economiche per la ridotta produzione e soprattutto per la scarsa qualità tecnologica del latte. Diversi studi hanno dimostrato che il contenuto in cellule somatiche (SCC) del latte può essere impiegato sia come metodo diagnostico sia come criterio di selezione nei programmi di miglioramento genetico per la resistenza alle mastiti. Obiettivo di questo lavoro è stato applicare la metodologia delle Receiver Operating Characteristics curves (ROC) per valutare la capacità diagnostica del SCC nel discriminare le mammelle infette da quelle sane e per individuare un valore soglia discriminante in ovini da latte. In totale sono stati analizzati 14.072 campioni di latte individuale da 720 pecore di razza Valle del Belice in 5 allevamenti. L’isolamento e l’identificazione batterica sono stati effettuati tramite semina di 10 μl di latte su Agar Sangue incubato a 37°C per 24 - 48h in aerofilia e, se necessario, in microaerofilia e la determinazione delle SCC mediante citometria di flusso. In base al risultato dell’esame batteriologico sono stati identificati 9 gruppi. La media aritmetica del SCS per i test negativi e positivi è risultata rispettivamente di 5.17 ± 0.008 e 5.80 ± 0.010, la media geometrica del SCC per i test negativi e positivi è risultata rispettivamente di 146.96 x 103 e 630.85 x 103 cells/ml. Complessivamente sono risultati positivi all’esame batteriologico 6207 campioni con una prevalenza pari al 44,1%. L’AUC è risultata pari a 0.73 ± 0.004 (P 0.0001). Il POO è risultato essere >427x103 cells/ml, in corrispondenza di tale punto la sensibilità è pari al 59,2% mentre la specificità si attesta all’80,9%. In corrispondenza di tale valore il 71% dei soggetti positivi ed il 72% dei soggetti negativi sono classificati correttamente. L’approccio di tipo non parametrico per la stima delle ROC ha dimostrato che il SCC può essere validamente utilizzato per discriminare gli animali infetti da quelli sani. Tuttavia ulteriori studi si ritengono necessari per una più precisa valutazione economica dei costi delle mastiti in considerazione del fatto che il POO sulle ROC tende a spostarsi verso valori con più alta Se e più bassa Sp man mano che i costi dei falsi positivi si riducono rispetto a quelli dei falsi negativi o quando aumenta il valore della prevalenza