混合关键系统动态实时调度与容错设计研究

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基本信息

  • 批准号：
    61702085
  • 项目类别：
    青年科学基金项目
  • 资助金额：
    25.0万
  • 负责人：
    陈刚
  • 依托单位：
    中山大学
  • 学科分类：
    F0202.系统软件、数据库与工业软件
  • 结题年份：
    2020
  • 批准年份：
    2017
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2018-01-01 至2020-12-31

项目摘要

As the product of rapid integration development of embedded system, mixed-criticality system is becoming one of the most prominent trend in the real-time embedded system industry. To meet the demand of safety certification, mixed-criticality system should guarantee both functional safety and real-time requirements. However, most research has focused on the scheduling aspect of this problem, while fault-tolerant mechanism is often neglected. In addition, current mixed-criticality models have traditionally been characterized by pessimistic assumptions, which prevents efficient integrations of fault-tolerant mechanism. To solve the above problems, this project will study fault-tolerant scheduling for flexible mixed-criticality real-time tasks. The research subjects include: 1) flexible mixed-criticality model and its scheduling; 2) fault-tolerant design and integration; 3) run-time performance optimization. By investigating the above topics, this project will solve some critical issues in mixed-criticality scheduling and establish the theoretical foundation for designing fault-tolerant mixed-criticality systems.
混合关键系统作为嵌入式系统快速集成发展的产物，成为当今嵌入式实时系统设计的趋势和发展方向。为了满足系统安全认证需求，混合关键系统设计需要同时提供实时性能和安全容错两个方面的保障。然而，现有的混合关键系统的研究工作主要集中在实时调度层面上，基本忽略了容错设计技术的集成。同时，现有的混合关键系统模型中存在悲观假设，也阻碍了容错设计的高效集成。为了解决上述问题，本课题将对面向混合关键实时系统的容错设计与动态调度技术进行研究。具体开展如下几个方面的研究：1）混合关键性动态实时调度；2）混合关键性容错设计与集成；3）运行时性能优化。通过上述研究，将解决混合关键调度中存在着的一些悲观性假设问题，为混合关键性容错系统设计建立理论基础。

结项摘要

混合关键系统成为当今嵌入式实时系统设计的趋势和发展方向。但是，经典的安全关键系统模型中存在一些悲观的假设，使得经典的安全关键系统设计方法还不能高效地整合到实际的混合安全关键电子系统设计流程中来。针对这一问题与现状，本课题在混合关键系统的设计与分析 方面开展了大量研究，主要研究内容与成果包括：(1) 基于imprecise computing理论的混合关键性模型; （2）基于利用率的动态混合关键性模型及其调度方法；（3）支持多关键级别的动态混合关键性模型及其调度方法；（4）基于混合关键调度理论的动态容错技术；（5）混合关键系统slack管理和调度技术；以上研究工作的开展，为混合关键系统的设计与分析提供了一些创新性的理论和技术，一定程度上能够推动混合关键系统在实时系统中的应用。

项目成果

期刊论文数量（9）
专著数量（0）
科研奖励数量（0）
会议论文数量（0）
专利数量（1）
Applying Periodic Thermal Management on Hard Real-Time Systems to Minimize Peak Temperature
在硬实时系统上应用定期热管理以最大限度地降低峰值温度
  • DOI：
    10.1142/s0218126618502080
  • 发表时间：
    2018-12-15
  • 期刊：
    JOURNAL OF CIRCUITS SYSTEMS AND COMPUTERS
  • 影响因子：
    1.5
  • 作者：
    Cheng, Long;Huang, Kai;Knoll, Alois
  • 通讯作者：
    Knoll, Alois
EDF-VD Scheduling of Flexible Mixed-Criticality System With Multiple-Shot Transitions
具有多炮转换的灵活混合临界系统的 EDF-VD 调度
  • DOI：
    10.1109/tcad.2018.2857359
  • 发表时间：
    2018
  • 期刊：
    IEEE Transactions on Computer-Aided Design of Integrated Circuits and Systems
  • 影响因子：
    2.9
  • 作者：
    Gang Chen;Nan Guan;Biao Hu;Wang Yi
  • 通讯作者：
    Wang Yi
Utilization-Based Scheduling of Flexible Mixed-Criticality Real-Time Tasks
基于利用率的灵活混合关键实时任务调度
  • DOI：
    10.1109/tc.2017.2763133
  • 发表时间：
    2018-04-01
  • 期刊：
    IEEE TRANSACTIONS ON COMPUTERS
  • 影响因子：
    3.7
  • 作者：
    Chen, Gang;Guan, Nan;Yi, Wang
  • 通讯作者：
    Yi, Wang
Adaptive Periodic Thermal Management for Pipelined Hard Real-Time Systems
流水线硬实时系统的自适应周期性热管理
  • DOI：
    10.1109/access.2019.2935339
  • 发表时间：
    2019
  • 期刊：
    IEEE Access
  • 影响因子：
    3.9
  • 作者：
    Long Cheng;Kai Huang;Gang Chen;Zhenshan Bing;Alois Knoll
  • 通讯作者：
    Alois Knoll
Fault-Tolerant Real-time Tasks Scheduling with Dynamic Fault Handling
具有动态故障处理功能的容错实时任务调度
  • DOI：
    10.1016/j.sysarc.2019.101688
  • 发表时间：
    2020
  • 期刊：
    Journal of Systems Architecture
  • 影响因子：
    4.5
  • 作者：
    Gang Chen;Nan Guan;Kai Huang;Wang Yi
  • 通讯作者：
    Wang Yi

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    潘存鸿;潘冬子;郑君;陈刚
  • 通讯作者：
    陈刚

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课题项目：调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要：

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题，其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子，其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而，TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用，影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法，探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用，为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义，并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路：

科学问题：TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达？
前期研究：已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应，但其具体机制尚不明确。
研究创新点：本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线：包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术：TRIM2与病毒RNA的相互作用分析，IFN-β启动子活性检测。
实验模型：使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
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