Programación de Sistemas Ciberfísicos Complejos con Componentes de Crítica Mixta
Autores: Lee, Jaewoo; Koh, Keumseok
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Programación de Sistemas Ciberfísicos Complejos con Componentes de Crítica Mixta
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería de Sistemas
Palabras clave
Tendencias
Basado en componentes
Criticidad mixta
Eficiencia de recursos
Programabilidad
Marco de programación
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 30
Citaciones: Sin citaciones
Dos tendencias emergentes para el diseño de sistemas ciberfísicos complejos son los enfoques basados en componentes y de criticidad mixta (MC). Un enfoque basado en componentes desarrolla de manera independiente componentes individuales y posteriormente los integra para reducir la complejidad del sistema. Este enfoque proporciona un fuerte aislamiento entre los componentes, pero incurre en ineficiencia de recursos. Alternativamente, un enfoque MC integra componentes de diferente criticidad con diferentes niveles de garantía para la eficiencia de recursos, mientras que los componentes no están aislados. Para aprovechar los enfoques MC y basados en componentes, investigamos cómo equilibrar el aislamiento de componentes y la eficiencia de recursos en sistemas MC basados en componentes. Introducimos el concepto de programabilidad de componentes-MC, donde las tareas aisladas están protegidas de eventos externos fuera del componente, y las tareas compartidas pueden ser suspendidas por eventos críticos de otros componentes. Bajo la programabilidad de componentes-MC, proponemos un marco de programación de criticidad mixta basado en componentes con asignación dinámica de recursos (CMC-DRA), que suspende tareas de baja criticidad de manera diferente dependiendo del comportamiento interno o externo del componente. También desarrollamos semánticas de programación y analizamos la programabilidad para CMC-DRA. A través de simulaciones en cargas de trabajo sintéticas, demostramos que CMC-DRA tiene hasta un 88.3% más de programabilidad que los enfoques existentes y reduce la tasa de incumplimiento de plazos en hasta un 47.7%.
Descripción
Dos tendencias emergentes para el diseño de sistemas ciberfísicos complejos son los enfoques basados en componentes y de criticidad mixta (MC). Un enfoque basado en componentes desarrolla de manera independiente componentes individuales y posteriormente los integra para reducir la complejidad del sistema. Este enfoque proporciona un fuerte aislamiento entre los componentes, pero incurre en ineficiencia de recursos. Alternativamente, un enfoque MC integra componentes de diferente criticidad con diferentes niveles de garantía para la eficiencia de recursos, mientras que los componentes no están aislados. Para aprovechar los enfoques MC y basados en componentes, investigamos cómo equilibrar el aislamiento de componentes y la eficiencia de recursos en sistemas MC basados en componentes. Introducimos el concepto de programabilidad de componentes-MC, donde las tareas aisladas están protegidas de eventos externos fuera del componente, y las tareas compartidas pueden ser suspendidas por eventos críticos de otros componentes. Bajo la programabilidad de componentes-MC, proponemos un marco de programación de criticidad mixta basado en componentes con asignación dinámica de recursos (CMC-DRA), que suspende tareas de baja criticidad de manera diferente dependiendo del comportamiento interno o externo del componente. También desarrollamos semánticas de programación y analizamos la programabilidad para CMC-DRA. A través de simulaciones en cargas de trabajo sintéticas, demostramos que CMC-DRA tiene hasta un 88.3% más de programabilidad que los enfoques existentes y reduce la tasa de incumplimiento de plazos en hasta un 47.7%.