基于多處理器的實(shí)時(shí)調(diào)度算法研究.pdf

1、隨著實(shí)時(shí)系統(tǒng)在工業(yè)領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用,工業(yè)實(shí)時(shí)系統(tǒng)不僅需要保證數(shù)據(jù)采集、控制、數(shù)據(jù)傳輸?shù)戎芷谌蝿?wù)在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)完成,也要保證突發(fā)事件觸發(fā)的非周期任務(wù)的及時(shí)響應(yīng)。由于應(yīng)用的日益復(fù)雜,使得多處理器實(shí)時(shí)系統(tǒng)成為處理這種復(fù)雜應(yīng)用的有效計(jì)算手段。因此,要求工業(yè)實(shí)時(shí)計(jì)算能夠綜合處理多處理器實(shí)時(shí)系統(tǒng)中周期任務(wù)和非周期任務(wù)混合調(diào)度問(wèn)題。論文在總結(jié)多處理器實(shí)時(shí)系統(tǒng)實(shí)時(shí)任務(wù)調(diào)度特點(diǎn)的基礎(chǔ)上,綜合分析了已有調(diào)度算法,針對(duì)它們用于多處理器實(shí)時(shí)計(jì)算時(shí)存在的問(wèn)題,提出

2、了兩級(jí)多處理器系統(tǒng)結(jié)構(gòu)下實(shí)時(shí)任務(wù)的調(diào)度算法,并通過(guò)在VxWorks上的仿真實(shí)驗(yàn)證明了算法的有效性和可行性。主要工作包括以下方面:
　　(1)論文研究的多處理器實(shí)時(shí)系統(tǒng)任務(wù)調(diào)度算法采用層次式的任務(wù)調(diào)度策略,對(duì)多處理器系統(tǒng)的調(diào)度層次分兩級(jí):任務(wù)分配和任務(wù)調(diào)度。任務(wù)分配處理選擇任務(wù)在什么結(jié)點(diǎn)上執(zhí)行,任務(wù)調(diào)度則涉及到將在同一結(jié)點(diǎn)的任務(wù)按怎樣的方式進(jìn)行調(diào)度執(zhí)行。任務(wù)分配器端響應(yīng)實(shí)時(shí)任務(wù)請(qǐng)求,并按照權(quán)值自適應(yīng)的輪轉(zhuǎn)調(diào)度算法(FWRR)分配實(shí)時(shí)

3、任務(wù)到各個(gè)執(zhí)行結(jié)點(diǎn),各執(zhí)行結(jié)點(diǎn)按照了一種基于比率調(diào)節(jié)的RM和EDF相混合的調(diào)度算法(TRE)對(duì)本地實(shí)時(shí)任務(wù)進(jìn)行調(diào)度執(zhí)行。
　　(2)針對(duì)多處理器實(shí)時(shí)任務(wù)的多機(jī)執(zhí)行的特點(diǎn),為了滿足任務(wù)的合理分配及系統(tǒng)的負(fù)載平衡,論文研究了將任務(wù)分配到結(jié)點(diǎn)的調(diào)度方法,提出了權(quán)值自適應(yīng)的輪轉(zhuǎn)調(diào)度算法(FWRR)來(lái)分配任務(wù)。根據(jù)結(jié)點(diǎn)處理能力的不同,采用自適應(yīng)調(diào)整隊(duì)列權(quán)值的方法在處理能力強(qiáng)的結(jié)點(diǎn)上分配更多的任務(wù),而對(duì)處理能力弱的結(jié)點(diǎn)分配較少的任務(wù),這樣可以

4、合理分配任務(wù)并使任務(wù)得到盡快處理,也解決了結(jié)點(diǎn)處理能力不同而造成的負(fù)載壓力的問(wèn)題。
　　(3)多處理器實(shí)時(shí)系統(tǒng)在同一結(jié)點(diǎn)上有多任務(wù)執(zhí)行的特點(diǎn)。在不同的工作負(fù)載下,以任務(wù)截止期錯(cuò)失率作為衡量不同任務(wù)調(diào)度算法性能優(yōu)劣的指標(biāo),對(duì)RM和EDF實(shí)時(shí)調(diào)度算法進(jìn)行了性能分析和比較,在此基礎(chǔ)上,提出了一種基于比率調(diào)節(jié)的RM和EDF相混合的調(diào)度算法(TRE)。通過(guò)比率的調(diào)整,可以靈活的實(shí)現(xiàn)RM和EDF調(diào)度算法的結(jié)合,表現(xiàn)出高的處理器利用率和在處理器