面向資源同步和異步任務(wù)的統(tǒng)一調(diào)度算法研究.pdf

1、近年來(lái)隨著工業(yè)、科研和軍事等領(lǐng)域的發(fā)展，微型嵌入式實(shí)時(shí)系統(tǒng)得到廣泛的應(yīng)用。與傳統(tǒng)的嵌入式實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)相比，微型嵌入式實(shí)時(shí)系統(tǒng)的處理能力和內(nèi)存容量往往相對(duì)有限，需要遵循事件驅(qū)動(dòng)的反應(yīng)式運(yùn)行模式，而且應(yīng)用平臺(tái)也復(fù)雜多樣。這些基本特征使得微型嵌入式實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)中的任務(wù)調(diào)度策略，要求調(diào)度過(guò)程中任務(wù)上下文切換開(kāi)銷要盡量低、對(duì)內(nèi)存需求要盡量小。然而目前許多實(shí)時(shí)調(diào)度算法難以滿足上述要求，因此如何在不降低任務(wù)可調(diào)度性的前提下盡可能減少不必要的任務(wù)切換開(kāi)

2、銷、降低系統(tǒng)資源逐漸成為具有重要理論意義和應(yīng)用價(jià)值的研究熱點(diǎn)。
　　本文研究基于微型嵌入式實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)中的任務(wù)調(diào)度問(wèn)題。在傳統(tǒng)任務(wù)調(diào)度理論的基礎(chǔ)上，重點(diǎn)研究了當(dāng)代任務(wù)調(diào)度技術(shù)的新理論和新方法，特別是針對(duì)不同環(huán)境下任務(wù)集合的可調(diào)度性分析方法，分別提出支持任務(wù)資源同步訪問(wèn)和偏移釋放的調(diào)度算法，并分析了算法的可行性，最后通過(guò)仿真實(shí)驗(yàn)說(shuō)明了算法的有效性。其主要的研究工如下：
　　首先為了分析任務(wù)在運(yùn)行過(guò)程中資源訪問(wèn)所帶來(lái)的影響，提出

3、將資源處理協(xié)議SRP協(xié)議和FPGS調(diào)度算法相結(jié)合起來(lái)的FPGS+SRP算法。該算法將任務(wù)的搶占閾值分配和各個(gè)共享資源的天花板值分配統(tǒng)一起來(lái)，在防止了高優(yōu)先級(jí)任務(wù)的過(guò)多搶占的同時(shí)，保持了資源的串行訪問(wèn)，而后利用i-級(jí)活動(dòng)周期分析方法重新推導(dǎo)了SRP協(xié)議下任務(wù)可調(diào)度性的判定公式，實(shí)現(xiàn)了任務(wù)閾值優(yōu)先級(jí)和子作業(yè)大小的分配算法。
　　其次基于嵌入式微型系統(tǒng)的事件驅(qū)動(dòng)特征，即任務(wù)在響應(yīng)事件后釋放存在偏移值，本文提出一種針對(duì)異步任務(wù)集合的統(tǒng)一調(diào)

4、度算法FPGS-AST。首先分析了i-級(jí)活動(dòng)周期分析方法對(duì)異步任務(wù)集合的非通用性，并通過(guò)可行性區(qū)間推導(dǎo)出統(tǒng)一調(diào)度模型中異步任務(wù)最長(zhǎng)響應(yīng)時(shí)間的計(jì)算方法，而后在此基礎(chǔ)上給出任務(wù)閾值優(yōu)先級(jí)和子作業(yè)大小的分配算法。
　　最后為了分析FPGS+SRP和FPGS-AST算法的性能，利用改進(jìn)后的SPAK工具進(jìn)行了模擬仿真實(shí)驗(yàn)。仿真實(shí)驗(yàn)表明，對(duì)于支持資源同步的FPGS+SRP算法能夠在保證任務(wù)集可調(diào)度的同時(shí)，有效的解決任務(wù)在資源訪問(wèn)過(guò)程中的同步問(wèn)