Marcus Jägemar försvarar sin doktorsavhandling i datavetenskap

Datum: 2018-10-18
Tid: 13.15
Plats: sal Beta, MDH Västerås

Marcus Jägemar, vid akademin för innovation, design och teknik (IDT), försvarar sin doktorsavhandling i datavetenskap, den 18 oktober klockan 13.15 i sal Beta, MDH Västerås.

Titel: “Utilizing Hardware Monitoring to Improve the Quality of Service and Performance of Industrial Systems”.

Serienummer: 270

Opponent är professor professor Håkan Grahn, Blekinge Institute of Technology. 

Betygsnämnden utgörs av docent Vladimir Vlassov, KTH Royal Institute of Technology, universitetslektor Vesa Hirvisalo, Aalto University, docent Martina Maggio, Lund University.

Reserv är professor Mats Björkman, MDH.

Sammanfattning:

Telekommunikationsbranchen står just nu inför en stor utmaning där kommunikationsprestanda och snabba leveranstider blir allt mer viktiga för att positionera sig i den ökande konkurrensen. I denna avhandling har vi addresserat dessa problem på tre sätt. Vårt första bidrag är en metod att reducera utvecklingstiden genom att utföra prestandatester tidigt i utvecklingsprocessen. Vår metod reducerar utvecklingstiden genom att flytta en del av prestandaverifikationen från slutet av utvecklingscykeln till den mycket tidigare programmeringsfasen. Vi börjar med att mäta resursanvändning och prestanda för ett produktionssystem som kör hos en kund. Från dessa mätningar skapar vi en exekveringsmodell som vi sedan använder för att återskapa hårdvarulasten på en testnod. Genom att använda vår metod kan vi flytta vissa tester från verifikationsfasen i slutet av utvecklingscykeln till programmeringsfasen och därmed spara utvecklingstid. Vårt andra bidrag är att förbättra kommunikationsprestandan genom automatisk meddelandekomprimering. Under våra tester märkte vi att kommunikationssystemet var överlastat och att processorn inte användes fullt ut. För att öka kommunikationsprestandan implementerade vi en metod som automatiskt komprimerar meddelanden när det finns tillgänglig processorkapacitet. Vi implementerade ett automatisk system som väljer den bästa kompressionsalgoritmen. Vår mekanism utvärderar automatiskt alla implementerade algoritmer och agerar på förändringar i processorlast, nätverkslast eller meddelandeinnehåll. I vårt tredje, och sista, bidrag implementerar vi en allokerings- och schemaläggningsteknik som möjliggör att flera mjukvaror körs samtidigt på en delad hårdvara. Av ekomiska skäl vill många företag konsolidera flera mjukvarufunktioner till en gemensam hårdvara. När vi testade prestandan före och efter konsolidering märkte vi en synbar prestandaförsämring. Orsaken till prestandaförsämringen var att programmen som förut körde själva nu skall dela på resurser såsom cache. Vi utvecklade en teknik för att automatiskt allokera processer på ett kluster av kärnor för att maximera prestandan. Vi har också utvecklat en teknik för att låta flera processer dela på en kärna med bibehållen quality of service. I vår implementation använder vi performance monitoring unit (PMU) för att mäta resursanvändning. Vi programmerar PMU så att den genererar ett avbrott när en process har uttömt sin tilldelade mängd av resurser och därför har schemaläggningsalgoritmen låg påverkan på systemets prestanda. All programvaruutveckling och test har genomförts på ett industriellt telekommunikationssystem tillverkat av Ericsson. Alla tekniker är implementerade för bruk i produktionsmiljö och monitorerings- och modelleringsfunktionaliteten används kontinuerligt i felsökningsysfte.