These days, the term of Internet of Things (IoT) becomes popular to interact and cooperate with individual smart objects, and one of the most critical challenges for IoT is to achieve efficient resource sharing as well as ensure safety-stringent timing constraints. To design such reliable real-time IoT, this paper focuses on the concept of mixed-criticality (MC) introduced to address the low processor utilization on traditional real-time systems. Although different worst-case execution time estimates depending on criticality are proven effective on processor scheduling, the MC concept is not yet mature on distributed systems (such as IoT), especially with end-to-end deadline guarantee. To the best of our knowledge, this paper presents the first attempt to apply the MC concept into interference (or jitter), which is acomplicated source of pessimism when analyzing the schedulability of distributed systems. Our goalis to guarantee the end-to-end deadlines of high-criticality flows and minimize the deadline miss ratioof low-criticality flows in distributed systems. To achieve this goal, we introduce JMC, a jitter-basedMC scheduling framework, which supports node-level mode changes in distributed systems. We present an optimal feasibility condition (subject to given schedulability analysis) and two policies to determine jitter-threshold values to achieve the goal in different conditions. Via simulation results for randomly-generated workloads,JMC outperforms an existing criticality-monotonic scheme in terms of achieving higher schedulability and fewer deadline misses.
이 논문에서는 실시간 사물인터넷 시스템에서 쓰일 수 있는 혼합 임계 스케줄링 기법을 다루었다. 기존 혼합 임계 시스템에서는 자원 활용을 높이기 위하여 최악의 경우 실행 시간에 대한 추정치를 여러 단계로 설정하고, 이를 기반으로 시스템의 작동을 설정하였다. 이는 단일 프로세서 스케줄링에서는 적합하지만, 사물인터넷 시스템에 바로 적용되기는 어려웠다. 제안한 지터 기반의 혼합 임계 시스템은 실제 동작 시간에 기반하여 모드 변경을 수행하는데, 이는 분석과정에서 포함되는 과대평가의 요소들을 해결하는 데 도움을 줄 수 있다. 임의로 생성된 데이터에서의 시뮬레이션 결과, 제시한 시스템은 기존의 임계 기반 정적 스케줄링보다 더 높은 스케줄 가능성과, 더 많은 보장성을 달성하였다.
