工業(yè)實時系統(tǒng)多任務容錯調度技術及應用研究.pdf

1、該論文在總結工業(yè)實時系統(tǒng)實時任務調度特點的基礎上,綜合分析了已有調度算法特點,針對它們用于工業(yè)實時計算時存在的問題,提出了改進算法和集成調度算法,從理論上分析了所提出算法的可調度性和容錯性,并通過仿真實驗證明了算法的有效性和可行性.其主要工作和研究成果體現在以下幾個方面:·針對工業(yè)實時系統(tǒng)中周期任務和非周期任務特點,提出了預訂處理時間的混合任務調度算法,其中周期任務遵循單調速率調度(Rate-Monotonic Scheduling,R

2、MS)算法調度運行,非周期任務遵循最早時限優(yōu)先(Earliest Deadline First,EDF)算法在預訂處理時間內調度運行.非周期任務只在預訂時間內調度,不會帶來周期任務的重新分配,在很大程度上減少了實時任務在線調度的復雜性.·通過對周期任務關鍵時刻實際執(zhí)行時間的分析計算,首次以解析方法系統(tǒng)地計算多周期任務的最大可預留處理時間.基于周期任務參數的可確定性,離線完成計算量相對大的周期任務分配和預留處理時間計算.該方法能充分利用處

3、理機的有效處理時間,但沒有增加系統(tǒng)在線開銷.·采用主/副版本冗余技術和副版本主動與被動運行相結合的方式,提出了以最小化所需處理機數為優(yōu)化目標的Best-Fit啟發(fā)式容錯調度算法.通過故障恢復與故障機在線替換策略保證多處理機故障的容錯.提出了集成容錯調度算法實現多處理機系統(tǒng)中周期和非周期混合任務的容錯調度,以靜態(tài)調度方式離線完成周期任務主版本與副版本的容錯分配和各處理機上最大可預留處理時間的計算,以動態(tài)調度方式完成隨機到達系統(tǒng)的非周期任務

4、的主版本與副版本的容錯分配,這種靜態(tài)調度與動態(tài)調度相結合方法極大地降低了任務在線調度的復雜性,副版本主動運行方式與被動運行方式的綜合使用有效地減少了處理機數目.·針對一類嵌入式控制系統(tǒng)(Embedded Control Systems,ECS)實時任務調度特點,指出了多處理機頂層優(yōu)先級協(xié)議控制ECS中資源訪問存在的問題,將非搶占臨界時段協(xié)議擴展到多處理機容錯系統(tǒng),詳細分析了擴展協(xié)議下實時任務阻塞因素和各因素帶來的阻塞時間,提出了一種EC