Μεθοδολογίες Και Εργαλεία Διαχείρισης Πόρων Και Παραμετροποίησης Εφαρμογών Κατά Το Χρόνο Εκτέλεσης Σε Πολυπύρηνες Ενσωματωμένες Πλατφόρμες

Abstract

Στην παρούσα διδακτορική διατριβή, παρουσιάζουμε (i) μεθολογίες επιτάχυνσης και παραμετροποίησης της διαχείρισης μνήμης σε επίπεδο middleware για την εφαρμογή προσαρμοσμένων Δυναμικών Διαχειριστών Μνήμης (ΔΔΜ) και (ii) μεθοδολογίες κατανεμημένης διαχείρισης πόρων σε πολυπύρηνες ενσωματωμένες πλατφόρμες. Αρχικά, η παραμετροποίηση επιτυγχάνεται με την εφαρμογή προσαρμοσμένων ΔΔΜ σε μικροκώδικα (microcode). Επιπλέον, η διαχείριση των πόρων της πλατφόρμας κατά τη φάση εκτέλεσης επιτυγχάνεται με τα προτεινόμενα μεθοδολογικά πλαίσια με την χρήση πολλών πυρήνων σε διαφορετικούς ρόλους και την ανάπτυξη επικοινωνιακών πλαισίων για τη μείωση του συνολικού φορτίου στο ολοκληρωμένο. Οι προτεινόμενες μεθοδoλογίες έδειξαν ότι η προσέγγιση σε μικροκώδικα αποτελεί μια καλή εναλλακτική λύση για να ξεπεραστεί το δίλημμα απόδοσης και ευελιξίας, προσφέροντας μια προγραμματιζόμενη και ευέλικτη λύση για την επιτάχυνση μεγάλου φάσματος εφαρμογών. Eπιπλέον, προσφέρουν ευελιξία στο θέμα της κατανεμημένης απεικόνισης των εφαρμογών στη φάση εκτέλεσης καθώς βασίζονται στο γεγονός ότι μπορούν να πετύχουν διαφορετικά επίπεδα αξιοποίησης των πόρων της πλατφόρμας ανάλογα με τις ανάγκες των εφαρμογών και χωρίς να υπάρχει κάποιο κεντρικό σημείο αποτυχίας. Όσον αφορά τις υπηρεσίες διαχείρισης μνήμης σε επίπεδο μικροκώδικα, τα πειραματικά αποτελέσματα δείχνουν ότι το κέρδος της προτεινόμενης προσέγγισης, για το σχεδιασμό εξατομικευμένων ΔΔΜ, ήταν περίπου 7x μεγαλύτερο με μια μικρή αύξηση, της τάξεως του 14%, στην καταναλισκόμενη ισχύ. Το πλαίσιο για την απεικόνιση εφαρμογών στη φάση εκτέλεσης προσαρμόζεται στις ανάγκες και στους περιορισμούς των εφαρμογών και παράγει κατά μέσο όρο 21% και 10% καλύτερο κόστος επικοινωνίας για ομογενείς και ετερογενείς πλατφόρμες αντίστοιχα. Τέλος, όσον αφορά τις πράλληλες εφαρμογές το προτεινόμενο πλαίσιο έχει κατά μέσο όρο 70% λιγότερα μηνύματα, 64% μικρότερο μέγεθος μηνυμάτων και 20% κέρδος στην επιτάχυνση των εφαρμογών.