Gestão de energia para sistemas embarcados de tempo real usando técnicas da computação imprecisa

Abstract

As técnicas de gerência de energia, como DVS e hibernação de recursos, são essenciais para a modelagem de sistemas embarcados capazes de gerenciar seus próprios consumos de energia; contudo, elas, freqüentemente, ocasionam sobrecusto e/ou latência. Esses fatores não podem ser ignorados em sistemas que buscam garantir métricas de tempo real e/ou de QoS. Contudo, frisamos que não é suficiente garantir as métricas de tempo real e/ou de qos se, fazendo isso, o sistema consome com o orçamento de energia disponível e não é capaz de completar suas tarefas críticas. Neste trabalho, utilizamos o tempo de duração da bateria esperado como um parâmetro de QoS -- QoS em termos de energia. O objetivo não é apenas economizar energia, mas aumentar a utilidade da aplicação, garantindo o tempo de duração da bateria desejado e, ainda, preservando os prazos das tarefas hard real-time. O controle dos níveis de qos foi inspirado na Computação Imprecisa que divide cada tarefa em parte obrigatória e em parte opcional. Dado um conjunto de tarefas e seus associados tempos de execução e consumos de energia, disponibilizamos equações para verificar a sua escalonabilidade em tempo de projeto. Em tempo de execução, um escalonador preemptivo para tarefas imprecisas descarta partes opcionais quando existe a possibilidade dos prazos e/ou do tempo de duração do sistema requerido serem perdidos. Nos períodos ociosos criados, o escalonador invoca um gerente de energia oportunista. Implementamos um protótipo usando o EPOS para fornecer suporte ao algoritmo de escalonamento com tarefas imprecisas e execuções condicionais aos parâmetros desejados. Com base em um estudo de caso, mostramos que esse mecanismo permite as aplicações alcançarem seus compromissos entre QoS e consumo de energia.