面向多核處理器的嵌入式操作系統(tǒng)微內(nèi)核任務(wù)調(diào)度機制的研究.pdf

1、近年來,多核處理器的應(yīng)用已經(jīng)越來越廣泛,為了充分發(fā)揮多核處理器的效率,提高嵌入式操作系統(tǒng)微內(nèi)核性能已成為一個重要的研究課題,而多核處理器的任務(wù)調(diào)度機制的好壞是影響嵌入式操作系統(tǒng)微內(nèi)核性能的關(guān)鍵因素。目前,國內(nèi)外的許多研究人員都對多核處理器的任務(wù)調(diào)度機制進(jìn)行了研究,主要通過改變?nèi)蝿?wù)的執(zhí)行次序、減少任務(wù)間的通信開銷及減少任務(wù)調(diào)度的次數(shù)等。然而當(dāng)前多核處理器環(huán)境下,嵌入式操作系統(tǒng)微內(nèi)核的任務(wù)調(diào)度效率仍然不高,存在任務(wù)間通信開銷大、任務(wù)分配不合

2、理及處理器的負(fù)載不均衡等問題,因此為進(jìn)一步提高系統(tǒng)的性能,需要更加深入的研究多核處理器的任務(wù)分配模型和任務(wù)調(diào)度機制。
　　本文在多核處理器環(huán)境下,對嵌入式操作系統(tǒng)微內(nèi)核的任務(wù)調(diào)度算法和調(diào)度機制進(jìn)行了研究。分析了主流的任務(wù)調(diào)度機制的優(yōu)缺點,并對其進(jìn)行了對比分析,在此基礎(chǔ)上,針對多核處理器任務(wù)調(diào)度機制進(jìn)行了改進(jìn),提出了一種高效的任務(wù)分配模型和任務(wù)調(diào)度機制。(1)任務(wù)分配模型。任務(wù)分配模型的好壞直接影響任務(wù)的執(zhí)行次序及系統(tǒng)的實時性,因為

3、當(dāng)高優(yōu)先級任務(wù)到來時,如果分配的不合理,就必然會影響任務(wù)執(zhí)行的實時性。因此本文給出了多核處理器下任務(wù)分配的通用規(guī)則,提高了任務(wù)分配的效率。接著給出了改進(jìn)的基于優(yōu)先級的搶占式任務(wù)分配機制,使高優(yōu)先級的任務(wù)能夠?qū)崟r快速執(zhí)行,提高了系統(tǒng)的實時性。(2)任務(wù)調(diào)度機制。本文用全局隊列調(diào)度和局部隊列調(diào)度相結(jié)合的方法實現(xiàn)了任務(wù)的調(diào)度,提出了基于緩存隊列的任務(wù)調(diào)度機制,將全局隊列中的任務(wù)調(diào)度到每個處理器的緩存隊列,大大提高了緩存的命中率,提高了處理器的

4、利用率,為了使處理器的負(fù)載更加均衡,對全局隊列的調(diào)度方式進(jìn)行了改進(jìn),融合了快內(nèi)核優(yōu)先的動態(tài)遷移策略,這些都保證了系統(tǒng)的實時性和負(fù)載均衡性。本文設(shè)計的改進(jìn)多核處理器任務(wù)調(diào)度機制提高了嵌入式操作系統(tǒng)微內(nèi)核的性能,滿足了當(dāng)前人們對系統(tǒng)的性能要求。
　　為了驗證本文設(shè)計的任務(wù)分配模型和任務(wù)調(diào)度機制的高效性和可行性,本文在Simics仿真平臺上進(jìn)行了測試,搭建了多核處理器的硬件平臺和嵌入式操作系統(tǒng)微內(nèi)核,根據(jù)本文的任務(wù)分配模型和任務(wù)調(diào)度機制