[OS] RT scheduling

✅ CPS란?

• 임베디드를 대체할 용어로, 물리적인 시스템인데 컴퓨터(사이버)로 관리되는 시스템을 말한다.
→ 의료 분야, IOT, 자율주행 등에 이용된다.

✅ CPS Requirements

1. 안전
• 시스템의 정확도는 타이밍과 계산 결과에 의존한다.

2. 성능
• 한정된 자원 안에서 최대 성능을 내야한다.

3. 상호 운용성
• 서로 다른 운영체제, 프로토콜 등을 가진 객체들을 잘 통합해야 한다.
• 보안 이슈도 있다.

✅ Real-Time Systems란?

• 실행결과가 논리적으로 정확해야 하며, 시간적으로도 정확해야 한다.
→ 어떤 연산이 정해진 제한 시간 내에 끝나야 한다.

• 성능의 척도
• 어떤 task가 deadline 안으로 들어와야 한다.!!! (가장 중요)
• 속도에 대한 성능은 비교적 덜 중요하다.

• 핵심은.. 타이밍을 미리 예측할 수 있어야 한다.

✅ Real Time에 대한 오해

• 보통 real time이라는 것이 실시간으로 빠르게 작동하는 것이라고 오해한다.
→ 단순히 “빠르다”가 아니라, 예측 가능해야 한다!
→ 평균이 얼마인지는 중요하지 않다.

✅ Real Time 시스템의 유형

Hard real-time systems

• 데드라인을 지키지 못하면 목숨이 위험한 경우.
• ex) 비행기, 자동차 ….

• 명확하게 분석해서 worst case인 경우에서도 데드라인을 무조건 지켜야 한다.

Soft real-time systems

• 데드라인이 지켜지지 않더라도 목숨이 위험하지 않은 경우.
• ex) TV, Vedio, 컴퓨터 게임 ….

✅ Real Time Scheduling

근본적인 문제

• 스케쥴링 알고리즘에 대한 고민
• 어떤 스케쥴링 알고리즘을 쓸 것인가?

• 스케쥴링 분석 (데드라인을 지킬 수 있을까?)
• 모든 가능한 조합을 다 탐색했는데도 데드라인을 어기지 않는다면 괜찮다.
• 최악의 경우를 분석한다.

✅ Real Time task

• T: 주기

• C: 연산 시간

• D: 데드라인

✅ RM (Rate Monotonic)

• 주기가 짧을수록 task의 우선순위가 높다.

✅ Response Time

✅ RM - Utilization Bound

✅ EDF (Earliest Deadline First)

1. 데드라인이 가장 가까운 T1을 실행한다.

2. 현재 데드라인 안에 실행이 되지 않은 task 중, T2가 가장 가까우므로 T2을 실행한다.

3. 그 다음 데드라인 안에 실행되지 않은 건 T3뿐이니, T3를 실행한다.

4. 위 과정을 반복한다.

✅ EDF - Utilization Bound

• ΣUi ≤ 1 을 만족하면 EDF로 항상 데드라인을 맞출 수 있다.