Systematic Searches for Global Multiprocessor Real-Time Scheduling

In this paper we address the problem of global real-time periodic scheduling on homogeneous multiprocessor platforms. A number of theoretical results have been obtained in the field of real-time systems, but mainly focusing on properties of specific algorithms in uniprocessor settings. The multiprocessor case has been considered only recently, with few resolution techniques proposed and experimented with up to now. In this paper we discuss several systematic search algorithms—exploring different search spaces—that exploit various features of the problem. These approaches are then evaluated experimentally on numerous randomly generated problems. This work shows (1) how two heuristic approaches can solve most (feasible and unfeasible) problems in no time, and (2) how to improve a state of the art algorithm by looking at jobs’ laxities and by focusing the search on bottlenecks. We also discuss limitations of the proposed solvers and future work. Key-words: global realtime periodic scheduling; multiprocessor scheduling; systematic search in ria -0 05 19 32 4, v er si on 1 19 S ep 2 01 0 Recherches systématiques pour l’ordonnancement global multiprocesseur temps-réel Résumé : Dans cet article nous nous intéressons au problème de l’ordonnancement périodique global temps-réel sur plateformes multiprocesseurs homogènes. De multiples résultats théoriques ont été obtenus dans le domaine des systèmes temps-réel, mais se focalisant principalement sur des propriétés d’algorithmes spécifiques dans des cadres multiprocesseurs. Le cas multiprocesseur n’a été considéré que récemment, seules peu de techniques de résolution ayant été proposées et validées expérimentalement jusqu’ici. Dans cet article nous discutons de plusieurs algorithmes de recherche systématique — explorant des espaces de recherche différents — qui exploitent des caractéristiques diverses du problème. Ces approches sont ensuite évaluées expérimentalement sur de nombreux problèmes générés aléatoiremenent. Ce travail montre (1) comment deux approches heuristiques peuvent résoudre la plupart des problèmes en très peu de temps, et (2) comment améliorer un algorithme de l’état de l’art en considérant la laxité des jobs et en focalisant la recherche sur les goulots d’étranglement. Nous discutons aussi des limitations des solveurs proposés et des travaux futurs. Mots-clés : ordonnancement périodique global temps-réel; ordonnancement multiprocesseur; recherche systématique in ria -0 05 19 32 4, v er si on 1 19 S ep 2 01 0 Systematic Searches for GMRTSs 3