带优先级DAG实时任务图模型的响应时间分析

随着多核技术在实时嵌入式系统中的广泛应用,多核处理器已经成为主流的硬件平台,充分发挥多核处理器的计算能力需要实现对实时程序进行全面的并行化.有向无环图(DAG)是用于描述并行实时程序的理论模型,可描绘复杂任务的细粒度并行性.任务内优先级分配可以减少DAG任务运行时行为的不确定性,获得更小的最坏情况响应时间(WCRT).现有优先级DAG任务的响应时间分析都是关于DAG任务最坏情况响应时间界限的研究,因其与实际的最坏情况响应时间存在较大差距而存在悲观性,限制了实时嵌入式系统的计算性能,使其占用更多计算资源以确保任务在截止时间内完成.本文针对具有优先级的DAG任务的响应时间分析问题,提出了一种基于可满足性模理论(SMT)的方法来计算DAG任务精确的最坏情况响应时间.尽管已有研究给出关于DAG任务精确的WCRT,但并不适用于具有优先级的DAG.本文将带有优先级DAG任务的响应时间分析问题形式化为混合逻辑公式的可满足性问题,从而获得精确的最坏情况响应时间.实验结果表明,本文提出的方法不仅能够保证WCRT的精度,而且与现有DAG任务精确WCRT的计算方法相比,本文方法的计算效率平均提升了50%.