[논문]Development of a real-time framework for parallel data stream processing⋆

Kwon, Giil; Hong, Jaesic

doi:10.1016/j.fusengdes.2020.111720

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Abstract This paper presents the Korean Superconducting Tokamak Advanced Research (KSTAR) real-time framework for the parallel data stream processing framework (RT-ParaPro). RT-ParaPro is a framework used to develop a program that simultaneously processes data streamed over a real-time network, sen...

Abstract This paper presents the Korean Superconducting Tokamak Advanced Research (KSTAR) real-time framework for the parallel data stream processing framework (RT-ParaPro). RT-ParaPro is a framework used to develop a program that simultaneously processes data streamed over a real-time network, sends the data over a network, and archives the data in real-time. In most fusion experimental devices, each device processes the data needed for real-time control and transmits them to the other real-time systems in real-time via the network. By using RT-ParaPro, it is possible to simplify the configuration of a program that performs a series of processes and shorten the development time. Unlike other real-time frameworks that focus on real-time control, RT-ParaPro is specialized for the parallel data stream processing and transmission of data over a real-time network. By using this framework, the L-H transition detection system using machine learning (LHML), which determines whether plasma is in low-confinement mode (L-mode) or high-confinement mode (H-mode) in real-time by using machine learning, and the reflective memory (RFM) archiving system, which stores various RFM channel data to MDSplus, has been developed and operated in KSTAR. To evaluate the real-time performance of this framework, we tested the consistency of the thread period by varying the period of the thread. The test results show that the thread control period is consistent. The period of the thread has a jitter of about 8 μ s not only at a low control cycle rate (1 kHz) but also at a control cycle rate of 100 kHz. Highlights Real time framework for parallel stream data processing framework (RT-ParaPro) is proposed. RT-ParaPro is a framework used to develop programs that simultaneously process stream data transmitted over a real-time network and send data over a network in real time. By using this framework, KSTAR developed two real time data processing application which need to have microsecond order latency. The period of the RT-ParaPro thread has a jitter of about 8 μ s not only in the low control cycle rate (1 kHz) but also in the control cycle rate of 100 kHz.

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참고문헌 (6)

Fusion Eng. Des. Kwon 127 202 2018 10.1016/j.fusengdes.2018.01.019 Development of a real-time data archive system for a KSTAR real-time network

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Fusion Eng. Des. Winter 89 267 2014 10.1016/j.fusengdes.2014.02.064 Towards the conceptual design of the ITER real-time plasma control system

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IEEE Trans. Nucl. Sci. Neto 57 479 2010 10.1109/TNS.2009.2037815 MARTe: a multiplatform real-time framework

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Commun. ACM Zaharia 59 56 2016 10.1145/2934664 Apache spark: a unified engine for big data processing

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Bull. IEEE Comput. Soc. Tech. Comm. Data Eng. Carbone 36 2015 Apache flink: stream and batch processing in a single engine
Kulkarni 239 2015 Proceedings of the 2015 ACM SIGMOD International Conference on Management of Data, SIGMOD’15 Twitter heron: Stream processing at scale

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