CSR: Small: Collaborative Research: Dependable Real-Time Computing on Heterogeneous Chip Multiprocessor Systems

CSR:小型:协作研究:异构芯片多处理器系统上的可靠实时计算

基本信息

  • 批准号:
    1422709
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 15.17万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
    Continuing Grant
  • 财政年份:
    2014
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2014-08-15 至 2018-07-31
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

Chip multiprocessor (CMP) systems, which provide multiple processors on a single chip, also known as multicore systems, have displaced single-processor architectures as the de facto standard model for computing platforms. This change is due to the fact that the CMPs offer superior performance and power efficiency, compared to the traditional designs. An emerging feature of the CMP era is the deployment of several different types of processing elements on the same platform, with varying computation speed and power consumption characteristics. An additional complicating factor is that a trend toward overprovisioned designs, where only a subset of the available cores can be active at any time, due to power and thermal constraints. Such heterogeneous CMPs are increasingly being deployed in systems where applications with different safety assurance (dependability) and timeliness requirements must co-exist on the same CMP. Hence, there is a growing need for an integrated framework to allocate heterogeneous hardware resources of a CMP among applications in a way that makes efficient use of the resources while assuring that the diverse safety and timeliness requirements of the applications are met.This project aims to develop models, algorithms, and run-time management schemes for collections of applications with a mix of different timing and dependability requirements running on a shared heterogeneous CMP platform. In particular, a central objective is to develop a sound methodology to selectively apply known hardware and software fault tolerance mechanisms (such as modular redundancy, task replication, re-execution) to such mixed-dependability applications, by considering resource, power, and timing constraints simultaneously. A second objective is to extend the framework to tackle the challenge of intermittent run-time faults that occur in bursts and can affect multiple applications at once during a bounded time window. Success in these efforts could improve the safety and reduce the development and production costs of the increasingly complex cyber-physical systems upon which we all have come to depend. Education and outreach activities include integration of aspects of the research into undergraduate and graduate courses at the two participating institutions, involvement of students as research assistants, and efforts to recruit student participants from under-represented demographic groups.
芯片多处理器(CMP)系统在单个芯片上提供多个处理器(也称为多层系统)已将单处理器体系结构取代为计算平台的事实上的标准模型。这种变化是由于CMP与传统设计相比提供了卓越的性能和功率效率。 CMP时代的新兴特征是在同一平台上部署了几种不同类型的处理元素,具有不同的计算速度和功耗特性。另一个复杂的因素是,由于功率和热约束,因此在任何时候只能在任何时候都活跃的一个子集的趋势。这种异质CMP越来越多地部署在具有不同安全性保证(可靠性)和及时性要求的应用程序中,必须在同一CMP上共存。因此,越来越需要一个集成框架来在应用程序之间分配CMP的异质硬件资源,以有效利用资源的方式,同时满足了应用程序的多样化安全性和及时性要求。该项目旨在开发与各种稳定性和分配均值的算法的模型,算法,算法,运行的管理计划,并运行各种范围,并将其运行。 特别是,一个核心目的是开发一种合理的方法,以选择性地应用已知的硬件和软件容错机制(例如模块化冗余,任务复制,重新执行),通过同时考虑资源,功率和时序约束,以同时考虑这些混合依赖性应用程序。第二个目标是扩展框架,以应对爆发中发生的间歇性运行时故障的挑战,并可能在有限的时间窗口中立即影响多个应用程序。这些努力的成功可以提高安全性,并降低我们所有人都依赖的日益复杂的网络物理系统的发展和生产成本。 教育和外展活动包括将研究的各个方面整合到两个参与机构的本科和研究生课程中,作为研究助理的学生参与,以及招募来自代表性不足的人群群体的学生参与者的努力。

项目成果

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  • 通讯作者:
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  • DOI:
  • 发表时间:
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  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
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  • 通讯作者:
    R. Melhem
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