Modèle d’exécution conscient de l’énergie pour les systèmes intermittents

Titre : Modèle d’exécution conscient de l’énergie pour les systèmes intermittents



Résumé : Les capteurs sans batterie exploitent l'énergie ambiante pour fonctionner dans des lieux isolés, où le remplacement des batteries est impossible. L'énergie récoltée, stockée dans un condensateur, est insuffisante pour une exécution continue, entraînant des pertes d'alimentation qui effacent les données volatiles (registres processeur et mémoire vive), empêchant la progression des programmes.
Pour répondre à ce défi, nous présentons SCHEMATIC, une technique qui insère automatiquement des points de sauvegarde dans le code. Lorsqu'un de ces derniers est atteint, l'état du programme est sauvegardé dans une mémoire non volatile. Pour diminuer la taille des sauvegardes SCHEMATIC alloue certaines données en mémoire non volatile, de manière automatique.
Ensuite, contrairement aux méthodes existantes qui reprennent l'exécution une fois le condensateur plein, nous proposons EarlyBird, qui ajuste le réveil pour reprendre l'exécution dès que suffisamment d'énergie a été récoltée pour atteindre le prochain point de sauvegarde. De cette manière, EarlyBird permet une reprise plus rapide de l'exécution et une réduction de la consommation d'énergie.
À travers ces travaux, nous démontrons que les approches conscientes de l'énergie permettent une exécution sûre et efficace des programmes sur capteurs sans batterie.

 

 

Title: Energy-aware execution model for intermittent systems

Abstract: Battery-less sensors harness ambient energy to operate in isolated locations where replacing batteries is impossible. The harvested energy, stored in a capacitor, is insufficient for continuous operation, leading to power losses that wipe volatile data (processor registers and RAM), thereby preventing program progression.
In this thesis we present SCHEMATIC, a technique that automatically inserts checkpoints into the code. When a checkpoint is reached, the program state is saved in non-volatile memory. To reduce checkpoint size, SCHEMATIC automatically allocates certain data to non-volatile memory.
Then, unlike existing methods that resume execution only once the capacitor is fully charged, we propose EarlyBird, which adjusts the wake-up threshold to resume execution as soon as enough energy has been harvested to reach the next checkpoint. This approach, allows for quicker execution resumption and reduced energy consumption.
Through this work, we demonstrate that energy-aware approaches enable safe and efficient execution of programs on battery-less sensors.