多核實時并行任務系統(tǒng)能耗最小化調度算法的研究.pdf

1、隨著嵌入式技術的飛速發(fā)展及人們對移動計算控制計算需求的不斷增大，在消費電子、通信設備、醫(yī)療設備和工業(yè)控制等應用領域，嵌入式實時操作系統(tǒng)得到了日益廣泛的應用。由于嵌入式設備受大小、重量的嚴格限制，系統(tǒng)性能大幅提升與電源、散熱性能進步緩慢之間的矛盾日益突出。因此，嵌入式實時系統(tǒng)的節(jié)能調度已成為嵌入式領域一個重要的研究課題。
　　因為多核在性能能耗比、并行數(shù)據(jù)處理上的獨特優(yōu)勢，采用多核架構是嵌入式系統(tǒng)的重要發(fā)展方向。同時片內多核DVS技

2、術的應用，向考慮并行實時任務特性的實時系統(tǒng)節(jié)能調度的研究提出了新的挑戰(zhàn)?，F(xiàn)有的DVS研究中大多基于連續(xù)的頻率調節(jié)模型，無法充分體現(xiàn)并行處理和多核體系結構的優(yōu)勢，故本文主要研究使用離散頻率調節(jié)DVS技術的并行實時任務的節(jié)能調度問題。
　　首先，本文研究基于多核架構的嚴格并行性實時任務的調度問題，對比了經(jīng)典層調度策略和左下角算法的效率，指出BL算法在滿足實時性調度和節(jié)約能耗改進上的效率更高。在此基礎上，本文提出了兩種多項式復雜度的層間

3、和層內兩級頻率設置算法，在保證該類任務實時調度的基礎上，使其執(zhí)行時的能耗最小。
　　其次，研究了基于多核架構的可變并行性實時任務調度算法。在觀察實例調度結果的基礎上得到三個與調度性能相關的定理，并進行了證明。研究了EDF算法在多核可變并行性實時任務調度中的效果，并在此基礎上提出了兩種頻率設置算法，解決能耗優(yōu)化問題。
　　最后，針對本文研究的任務模型提出了兩種線性規(guī)劃算法，與本文提出的啟發(fā)式算法的模擬實驗結果進行對比，證明了算