Spatially partitioned heterogeneous accelerators (HAs) are increasingly adopted in embedded systems for their performance and flexibility. Yet most existing HA design frameworks optimize primarily for throughput or quality-of-service (QoS) metrics. They often overlook safety-critical real-time requirements, including hardware support for predictable execution, real-time-aware design space exploration (DSE), and rigorous schedulability analysis. These requirements are essential in safety-critical applications such as smart transportation, where schedulability guarantees directly affect system safety. To address this gap, we present PHAROS, a real-time-centric HA design framework. PHAROS introduces preemption mechanisms and scheduler designs for spatially partitioned HAs under first-in-first-out (FIFO) and earliest-deadline-first (EDF) policies. Leveraging modern real-time theory, we further develop a soft real-time (SRT) schedulability-oriented DSE with objectives and constraints tailored to SRT schedulability. Through comprehensive modeling, analysis, and evaluation across diverse applications, we show that PHAROS's DSE discovers more feasible configurations for a broader range of task sets than throughput-oriented DSE baselines while delivering improved real-time performance. We also provide response-time analyses for the supported scheduling algorithms.


翻译:空间分区异构加速器因其性能和灵活性而在嵌入式系统中日益普及。然而,现有大多数异构加速器设计框架主要针对吞吐量或服务质量指标进行优化,往往忽视安全关键实时需求,包括对可预测执行的硬件支持、实时感知的设计空间探索以及严格的可调度性分析。这些需求在智能交通等安全关键应用中至关重要,因为可调度性保证直接影响系统安全性。为弥补这一空白,我们提出PHAROS,一个以实时为中心的异构加速器设计框架。PHAROS为空间分区异构加速器引入抢占机制和调度器设计,支持先入先出和最早截止时间优先策略。利用现代实时理论,我们进一步开发了面向软实时可调度性的设计空间探索方法,其目标和约束均针对软实时可调度性定制。通过跨多样化应用的全面建模、分析和评估,我们证明PHAROS的设计空间探索相比面向吞吐量的基线方法,能为更广泛的任务集发现更多可行配置,同时提供更优的实时性能。我们还对所支持的调度算法提供了响应时间分析。

0
下载
关闭预览

相关内容

军事通信系统:安全行动的支柱
专知会员服务
16+阅读 · 2025年10月29日
FPGA加速系统开发工具设计:综述与实践
专知会员服务
69+阅读 · 2020年6月24日
【APC】先进过程控制系统(APC: Advanced Process Control)
产业智能官
69+阅读 · 2020年7月12日
硬件加速神经网络综述
计算机研究与发展
26+阅读 · 2019年2月1日
【CPS】社会物理信息系统(CPSS)及其典型应用
产业智能官
16+阅读 · 2018年9月18日
时序异常检测算法概览
论智
29+阅读 · 2018年8月30日
今日头条推荐系统架构演进之路
QCon
32+阅读 · 2017年6月21日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
6+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2014年12月31日
VIP会员
相关主题
最新内容
KDD 2026 | MixRAGRec:面向LLM推荐的混合专家KG-RAG框架
BES:让语言模型通过双向进化搜索自我改进
专知会员服务
3+阅读 · 5月30日
以色列-美国-伊朗战争中的无人机:关键要点
专知会员服务
4+阅读 · 5月30日
《Palantir任务保障性软件安全标准(MA-S2)》
专知会员服务
14+阅读 · 5月30日
基于声学的无人机检测技术综述
专知会员服务
8+阅读 · 5月30日
《当代混合战争分析框架:俄乌战争经验教训》
战略前沿人工智能的再思考(中文)
专知会员服务
8+阅读 · 5月29日
《量化地基防空系统间接效应的博弈论方法》
专知会员服务
6+阅读 · 5月29日
相关基金
国家自然科学基金
3+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
6+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员