Departamento de Computación

En esta tesis presentamos un planificador de tareas en tiempo real retroalimentado con restricciones de energía para sistemas con comportamiento dinámico, en donde los tiempos de ejecución de las tareas no se conocen con exactitud. Aplicamos una metodología basada en la teoría de control para el diseño del planificador retroalimentado para satisfacer las especificaciones de desempeño en estado transitorio y estado estable de un sistema en tiempo real adaptable. Proponemos un planificador de tareas en tiempo real con una arquitectura en retroalimentación o lazo cerrado, en donde la carga del sistema se ajusta dinámicamente por medio de un controlador PID ampliamente utilizado en la industria del control de procesos. La variación de la carga en el sistema se obtiene cambiando las velocidades de ejecución de las tareas del sistema mediante el uso de procesadores de velocidad variable. Debido a que las tareas en el sistema consumen una cierta cantidad de energía la cual depende de la velocidad seleccionada para su ejecución, podemos obtener un ahorro en el consumo de energía tratando de ejecutar el mayor número de tareas a la menor velocidad posible. Por otro lado, al ejecutar una tarea a baja velocidad su tiempo de ejecución se incrementa, por lo que es necesario mantener un equilibrio entre el ahorro en el consumo de energía y la perdida de plazos. El proceso de selección de las velocidades de ejecución mientras maximizamos la energía ahorrada en el sistema requiere la exploración de un gran número de combinaciones, lo cual consume demasiado tiempo en calcularse. Para ello, utilizamos una heurística la cual ejecuta un procedimiento optimizado en un tiempo de computo bajo, este problema de optimización está formulado como una aproximación al problema de la mochila con múltiples opciones (multiple-choices knapsack problem) con variables binarias. En las pruebas de simulación realizadas, utilizamos las políticas de planificación más representativas de los algoritmos de planificación en tiempo real (Rate Monotonic (RM) o para la planificación estética y Earliest Deadline First (EDF) en el caso de la planificación dinámica) con el fin de observar el comportamiento del sistema controlado y comparar sus a efectos en los niveles de energía ahorrada. En la configuración del sistema las variables de control utilizadas en los lazos de control, son la utilización, la razón de plazos perdidos y el control integrado, la cual utiliza las dos variables de control (utilización + razón de perdida).