Internet of Things (IoT) devices, such as intelligent road side units and video-based detectors, are being deployed in emerging applications like sustainable and intelligent transportation systems. The primary obstacles against the development of these IoT devices are various security threats and huge energy consumption. In this article, we study the problem of scheduling tasks onto a heterogeneous multiprocessor system on a chip (MPSoC) deployed in IoT for optimizing quality of security under energy, real-time, and task precedence constraints. We first provide a mixed-integer linear programming (MILP) formulation for allocating and scheduling dependent tasks with energy and real-time constraints on a heterogeneous MPSoC system to maximize system quality of security. In order to efficiently solve the formulated MILP, we then propose an analysis-based two-stage scheme that determines the allocation, operating frequency, and security service of tasks to maximize system quality of security while satisfying the design constraints. We finally carry out extensive simulation experiments to validate our proposed two-stage scheme and MILP approach. Simulation results demonstrate that the proposed two-stage scheme outperforms a number of representative existing approaches in saving energy and improving system quality of security. The results also show that the proposed MILP approach can achieve the best performance and the proposed two-stage scheme has a close performance to the MILP approach.

中文翻译：

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物联网中异构实时 MPSoC 的安全关键能量感知任务调度

物联网 (IoT) 设备，例如智能路边单元和基于视频的检测器，正被部署在可持续和智能交通系统等新兴应用中。阻碍这些物联网设备发展的主要障碍是各种安全威胁和巨大的能源消耗。在本文中，我们研究了将任务调度到部署在物联网中的异构多处理器片上系统 (MPSoC) 上的问题，以优化能源、实时和任务优先级约束下的安全质量。我们首先提供混合整数线性规划 (MILP) 公式，用于在异构 MPSoC 系统上分配和调度具有能量和实时约束的相关任务，以最大限度地提高系统安全质量。为了有效地求解公式化的 MILP，然后，我们提出了一种基于分析的两阶段方案，该方案确定任务的分配、操作频率和安全服务，以在满足设计约束的同时最大限度地提高系统安全质量。我们最终进行了广泛的模拟实验来验证我们提出的两阶段方案和 MILP 方法。仿真结果表明，所提出的两阶段方案在节能和提高系统安全质量方面优于许多具有代表性的现有方法。结果还表明，所提出的 MILP 方法可以获得最佳性能，并且所提出的两阶段方案与 MILP 方法具有接近的性能。任务的安全服务，以在满足设计约束的同时最大限度地提高系统安全质量。我们最终进行了广泛的模拟实验来验证我们提出的两阶段方案和 MILP 方法。仿真结果表明，所提出的两阶段方案在节能和提高系统安全质量方面优于许多具有代表性的现有方法。结果还表明，所提出的 MILP 方法可以获得最佳性能，并且所提出的两阶段方案与 MILP 方法具有接近的性能。任务的安全服务，以在满足设计约束的同时最大限度地提高系统安全质量。我们最终进行了广泛的模拟实验来验证我们提出的两阶段方案和 MILP 方法。仿真结果表明，所提出的两阶段方案在节能和提高系统安全质量方面优于许多具有代表性的现有方法。结果还表明，所提出的 MILP 方法可以获得最佳性能，并且所提出的两阶段方案与 MILP 方法具有接近的性能。仿真结果表明，所提出的两阶段方案在节能和提高系统安全质量方面优于许多具有代表性的现有方法。结果还表明，所提出的 MILP 方法可以获得最佳性能，并且所提出的两阶段方案与 MILP 方法具有接近的性能。仿真结果表明，所提出的两阶段方案在节能和提高系统安全质量方面优于许多具有代表性的现有方法。结果还表明，所提出的 MILP 方法可以获得最佳性能，并且所提出的两阶段方案与 MILP 方法具有接近的性能。