parMERASA Multi-Core Execution of Parallelised Hard Real-Time Applications Supporting Analysability

International audienceEngineers who design hard real-time embedded systems express a need for several times the performance available today while keeping safety as major criterion. A breakthrough in performance is expected by parallelizing hard real-time applications and running them on an embedded multi-core processor, which enables combining the requirements for high-performance with timing-predictable execution. parMERASA will provide a timing analyzable system of parallel hard real-time applications running on a scalable multicore processor. parMERASA goes one step beyond mixed criticality demands: It targets future complex control algorithms by parallelizing hard real-time programs to run on predictable multi-/many-core processors. We aim to achieve a breakthrough in techniques for parallelization of industrial hard real-time programs, provide hard real-time support in system software, WCET analysis and verification tools for multi-cores, and techniques for predictable multi-core designs with up to 64 cores

Real-time Scheduling for Simultaneous Multithreaded Processors

In dieser Arbeit wird dargestellt, wie ein simultan mehrfädiger (SMT) Prozessor aufgebaut sein muss, um harte Echtzeitanforderungen zu erfüllen. Es werden Veränderungen an der Mikroarchitektur beschrieben, die es erlauben, einen einfädigen Superskalarprozessor mit In-Order-Ausführung zu einem simultan mehrfädigen Prozessor zu erweitern, bei dem ein Programmfaden völlig isoliert von den anderen abläuft. Dadurch verhält sich dieser Programmfaden als würde er allein auf einem einfädigen System ausgeführt und gängige Methoden zur Laufzeitanalyse und Berechnung der Worst Case Execution Time (WCET) können angewendet werden. Ein Hardware-Modul, das direkt auf der Zuordnungsstufe der Prozessor-Pipeline aufsetzt, erlaubt es, komplexe Scheduling-Algorithmen für eine nahezu beliebige Anzahl von Programmfäden zu ermöglichen. Um harte Echtzeitanforderungen zu erfüllen, wird nicht der etablierte Earliest Deadline First (EDF) Algorithmus verwendet, sondern ein auf Zeitschlitzen basierender Algorithmus, der jedoch ebenfalls optimal ist. Bei Programmfäden mit weichen Echtzeitanforderungen wird versucht, eine vorgegebene Ausführungsrate, gemessen in Instruktionen pro Takt (Instructions Per Cycle, IPC) zu erreichen. Weiterhin ist es möglich, Programmfäden ohne Echtzeitanforderungen durch einen Round-Robin-Algorithmus gleichmäßig auszuführen und aperiodische Anfragen (Interrupts) in kurzer Zeit zu beantworten. Für letzteres ist kein aufwändiges Serverprogramm zur Berechnung der nutzbaren Rechenzeit nötig, die Zeit steht vielmehr automatisch zur Verfügung. Um die vorgeschlagene Architektur zu evaluieren, wurde ein SystemC-Simulator und ein FPGA-Prototyp erstellt, deren Befehlssatz binärkompatibel zum Infineon TriCore 1 sind. Dieser sogenannte CarCore-Prozessor ist bei einfädiger Ausführung zwar nur halb so schnell wie ein einfädiger TriCore, bei mehrfädiger Ausführung ist der Gesamtdurchsatz jedoch vergleichbar. Insbesondere durch die gleichzeitige Ausführung von Programmfäden mit harten und weichen Echtzeitanforderungen kann der Prozessordurchsatz im Vergleich zu reinen harten Echtzeitsystemen erheblich gesteigert werden.This thesis presents the requirements for a Simultaneous Multithreaded (SMT) processor that supports hard real-time capabilities. The microarchitecture of a single threaded superscalar in-order processor is enhanced to support simultaneous multithreading with one completely isolated thread. This thread is executed as if it were the only thread in a single threaded system. Hence established methods for Worst Case Execution Time (WCET) analysis can be applied. A hardware module, directly connected to the issue stage of the processor pipeline, provides sophisticated scheduling algorithms for a nearly arbitrary number of threads. For hard real-time scheduling, not the popular Earliest Deadline First (EDF) algorithm is used, but another likewise optimal algorithm, based on time slicing. Soft real-time threads are scheduled by controlling the number of executed instructions, given by Instructions Per Cycle (IPC). Furthermore, threads without real-time requirements are scheduled by a round robin algorithm and the response time of aperiodic requests (interrupts) is minimised. For the later, no costly server thread is needed to calculate the remaining time, the time is available automatically. To evaluate the proposed architecture, a SystemC simulator and a FPGA prototype were developed. This so-called CarCore supports an instruction set that is binary compatible to the Infineon TriCore processor. Although the single threaded execution in CarCore reaches only half the speed of the TriCore, the total throughput with multithreaded execution is comparable to the TriCore throughput. In particular the concurrent execution of hard and soft real-time threads can seriously increase the processor throughput compared to a pure hard real-time system

Uses of public spaces between social provisions and devices space : Residents of Oulled Djellal and their immigrants

Ma recherche se situe à la croisée d'un ensemble de questions complexes que sont la genèse et les pratiques de la mémoire collective, les lieux en tant que chargés de significations sociales et les espaces en tant que cadres sociaux de la mémoire (M Halbwachs). Il s'agit des motivations individuelles partagées, à travers lesquelles la mémoire collective se maintient et trouve des traductions diverses, épousant chaque fois des situations nouvelles, là où les membres du collectif se trouvent réunis. Une dynamique dans laquelle l'espace, la religion et même la langue ne seront que des outils, mobilisés pour construire et puis maintenir cette mémoire. Ce faisant, je me rattache à une littérature en expansion qui cherche à montrer l'extrême importance, pour la compréhension de cette mémoire collective, de facteurs comme le lieu, le lien social et l'expérience narrative (Blokland, 2001 ). C'est avec des immigrés originaires de la même ville algérienne, située à 400 km au sud d'Alger, qui se sont regroupés en partie dans la banlieue sud de Lyon et d'autres dans la ville d'Alger que j'entreprendrai mon analyse. Depuis le début du XX ème siècle, plusieurs générations d' immigrés se sont succédé à Lyon comme à Alger, marquant le paysage urbain, social et même politique des lieux de leurs implantations. Sans apparente organisation, ni protocole laissé par des ancêtres dictant leurs conduites, les uns comme les autres ont montré une ubiquité socio-spatiale qui raisonne fortement avec la ville d'origine. Tout au long de la recherche, j'étais confronté à une trame de pratiques de mémoire qui consistait à faire la navette entre le présent et le passé, l' individuel et le collectif.My research is at the cross of a set of complex issues that are the genesis and the practices of the collective memory, the places charged of social signification, and the spaces being social frames of the memory (M Halbwachs). It is a question of shared individual motivations, through which the collective memory is maintained and finds different translations,married up every time to a new situation, where the members of the collective are gathered. A dynamic where the space,the religion and even the language will be only tools, mobilized to build and keep the memory alive. Thus, I use an expanding literature seeking to show the extreme importance of understanding this collective memory, of factors such as the location, the social link and the narrative experience (Blokland, 2001; Mistral, 2003).The researchis based upon immigrants from the same algerian hometown, located about 400 km from the capital Algiers (south of Algiers), who gathered mainly in the suburbs south of Lyon and others in Algiers. Since the beginning of the20th century, several generations of immigrants have corne successively to Lyon and Algiers, leaving its mark on the urban, social and even political landscape of their location. Without any apparent organization, or any protocol bequeathed by their ancestors, all of them have shown a socio-spatial ubiquity that goes strongly with the original hometown. Through the research, I have been confronted to a number of memory practices that consisted in commuting between the present and the past, the individual and the collective