空天地海一体化网络中面向优先级保障的网络切片

空天地海一体化网络在全球无缝覆盖方面发挥着重要作用,其承载的任务包括常规任务和紧急任务,不同的任务具有不同优先级。基于多功能时间扩展图,建立任务优先级、服务功能链、通信、存储和计算资源的耦合约束,并提出了NS-GP算法。NS-GP算法联合优化VNF部署和路由策略,使得合理分配网络资源保障高优先级任务的同时,尽可能多得完成低优先级任务。仿真结果表明,所提出的NS-GP算法优于固定VNF部署算法。

UC/OS-Ⅱ内核扩充时间片轮转调度算法的设计

通过详细分析UC/OS-Ⅱ的内核任务调度算法机制,对该算法机制在实际应用中存在的不足做出探讨,提出了一种实现时间片轮转调度算法的扩充设计,使改进后的系统内核具备了优先级抢占调度和时间片轮转调度两种调度机制。较好地弥补原内核任务调度机制存在的不足,并在实际应用中取得了良好的效果。

μC/OS-Ⅱ内核任务调度算法的改进

μC/OS-Ⅱ是一个基于任务优先级抢占式的实时内核,但它不具有相同优先级任务的实时调度功能。为了使μC/OS-Ⅱ内核既支持不同优先级的多任务抢占式调度,又支持同一优先级的多任务调度,提出对μC/OS-Ⅱ内核的改造,加入以时间片轮转调度算法进行相同优先级任务的调度。方法是保持原有不同优先级抢占式调度链表,增加相同优先级的时间片轮转调度链表,通过任务控制块指针使任务调度在2个链表之间切换。给出了在μC/OS-Ⅱ任务调度模块中算法改进的实现步骤、实验过程和结果。结果说明了提出的改进调度算法是可行的。

μC/OS-Ⅱ基于动态优先级的时间片轮转任务调度策略

针对μC/OS-Ⅱ仅支持高优先级独占内核,不支持任务时间片轮转调度的缺陷,提出了一种基于动态优先级方案的时间片轮转任务调度策略。该方案在没有改变内核源代码的前提下,仅在应用层面就能实现任务的时间片轮转调度,具有安全可靠、简单实用的特点。

一种基于双仲裁时间片策略的可重构硬件任务调度算法

在可重构系统中，二维布局模型比一维布局模型具有更高的自由度．然而，二维模型获得较高的资源利用率要以复杂的资源管理和任务调度算法为代价，这不但使调度过程变得复杂，而且导致时间开销大，直接影响系统实时性．针对这一问题，在综合考虑性能和算法复杂度的基础上，提出了一种适用于二维可重构器件的双仲裁时间片可重构硬件任务调度算法DATS（Double Arbiters Time-Sliced）．算法采用两个仲裁器对硬件资源进行管理，并根据空间和时间约束动态裁决任务布局位置；同时设计了双仲裁时间片任务调度模式图，对任务的调度和布局过程进行合理分离，使任务调度和布局过程相对独立并简化处理过程．DATS算法的调度时间复杂度为O（N），单任务布局算法的时间复杂度为O（E），其中N为被调度的任务总数，E（〈N）为器件中正在执行的任务数目，实验表明，DATS算法时间开销小，在轻负载情况下任务调度成功率比stuffing算法高1％～2%，在重负载情况下资源利用率保持在80％～85％的水平，与时间复杂度为O（N^2）的算法基本一致，所以更适合于实时情况下的任务调度．

时间触发航空电子系统的软件架构研究

针对航空电子系统数据量大、任务复杂、可靠性要求高等特点,分析了传统的航空电子系统的软件架构优缺点,将任务按照运行过程划分为数据I/O输入、数据预存取、数据解算、解算结果存储、解算结果I/O输出等阶段,依据时间片对任务的各个阶段进行调度,确保了系统的稳定性。叙述了系统的工作机制,给出了时间触发航空电子系统软件架构的基本模型。实验结果和理论分析表明,时间触发航空电子系统软件架构的细颗粒调度比传统以进程为单位调度的软件架构具有更好的确定性,在稳定性和可靠性方面有很大的提高。

基于nRF24L01的无线温度采集控制系统的设计

介绍了一种基于nRF24L01的无线温度采集控制系统的设计方案,阐述了系统体系结构及软、硬件设计。该系统在硬件上采用低功耗单片机ATmega16和2.4 GHz无线射频芯片nRF24L01设计,抗干扰能力强、可靠性高;在软件上采用时间片轮转法进行任务调度,实时性好、功耗低。测试结果表明,该系统控制方便、测量精度高、测温范围宽,能够可靠地实现温度的采集控制和无线数据的传输。

单片机分时共享多任务处理的路灯节能控制

以AT89S51单片机为例,使用分时共享的方法实现系统多任务控制,使用PCF8591实现A/D和D/A转换,通过采集的环境变量与预存数据比较,确定主照明灯的工作状态,同时设计了副照明灯控制电路辅助系统。此系统应用于路灯灯光控制,达到了智能处理、节能控制的目的。

μC/OS-Ⅱ任务调度的改进与实现

介绍了μC/OSⅡ嵌入式实时操作系统的特点,分析了单一的基于优先级调度算法存在的不足。根据嵌入式应用的实时性要求不同,将应用划分为实时任务、分时任务和后台任务3种类型。针对分时任务新增的时间片调度算法,给出调度算法的实现方法,并增加了任务创建和销毁的接口。降低了基于μC/OSⅡ操作系统嵌入式产品的开发难度和设计成本,有利于该操作系统的应用推广。

DOS环境下多任务处理实现方法

通过剖析PC机所提供的软件资源,提出了在DOS环境下多任务实现的二种方法。

基于改进EDF的多核处理器混合任务调度算法

为解决多核处理器系统中的实时任务调度问题，尤其是实时任务和非实时任务的混合调度问题，在对最早截止时间优先（EDF）算法进行改进的基础上，提出多核处理器混合任务调度算法——EDF．segment算法。EDF—segment算法可以整理调度混合任务时出现的碎片，并通过对碎片的迁移、合并提高处理器的利用率，从而提高系统处理混合任务的性能。通过EDF．segment算法不但可以解决混合任务的调度问题，还可以避免使用EDF算法时造成的多核处理器利用率下降，在保证实时任务处理延迟的前提下提升多核处理器的利用率。经过理论推导和实验分析证明，EDF—segment算法可以有效地应用于多核处理器系统中。

一种μC/OS-Ⅱ中任务调度机制的改进方法

μC/OS-Ⅱ是一种源代码开放的实时嵌入式操作系统,支持抢占式固定优先级的任务调度方法。扩展μC/OS-Ⅱ的任务调度机制,使之支持设定同优先级任务,并实现同优先级任务时间片轮转,高优先级任务可抢占的任务调度方式。μC/OS-Ⅱ中任务调度机制的改进方法既保留原调度机制的高度实时性,也增加任务调度方式的灵活性,并且实现简单、有效。

时间片轮询模式在构建单片机实时系统中的应用

通过时间片轮询模式,使单片机系统能够满足多任务实时处理的要求,并结合实例分析该算法的具体应用。

μC/OS-Ⅱ二级调度算法的硬件实现

针对μC/OS-Ⅱ不支持同优先级任务轮转调度的问题,提出了二级混合任务调度策略。第一级调度把任务优先级高低作为任务调度的标准,实现不同优先级任务的抢占式调度;第二级采用时间片轮转策略,实现同优先级任务的轮转调度。采用FPGA片内的寄存器和RAM实现了等待任务列表和就绪表,并设计了后继轮转任务查找电路实现时间片轮转调度。整个设计采用VHDL,通过ISE 10.1软件时序仿真验证。仿真结果证明,硬件实现行之有效。

一种多区域多目标优化的应急广播流媒体直播算法

针对当前应急广播采用短信转发、话筒语音等直播方式存在操作灵敏度差、使用不便、延迟长等问题,建立手机与广播终端之间的流媒体直播优化模型,提出一种多区域多目标优化的应急广播流媒体直播算法。该算法采用数据分片在节点的缓存时间进行等间隔划分,利用人员级别与等待时间为权重作为马尔可夫链转移概率参数,竞争下一时刻分发任务窗口,确定终端执行广播顺序。经过数据仿真测试验证了该算法在最优情况下,响应时间控制在10 s内,播放延迟时间是其它算法的1/4,在带宽大于20 M情况下,可保证500多个直播终端稳定广播,能满足应急广播的需求。

基于SAGWO算法的UCAVs动态协同任务分配

通过分析无人作战飞机(UCAV)优势概率和任务联合威胁以及定义任务时间,建立了以目标价值毁伤、编队损耗代价和时间消耗为性能指标的多无人作战飞机(UCAVs)多约束动态任务分配数学模型,采用改进的灰狼优化(GWO)算法对数学模型进行求解;针对基本GWO算法求解早熟的缺点,给出了自适应调整策略和跳出局部最优策略,引入了二次曲线控制方法;对UCAVs动态协同任务分配特点,设计了目标任务序列编码方式,提出了基于自适应GWO(SAGWO)算法的UCAVs多目标动态任务分配方法。从静态与动态2种情况分别对该方法进行仿真验证;仿真结果表明,该方法是有效的,相比较于其他算法,其优化过程快速精准。

单片机系统的分时设计框架

从CPU按“时间片”工作的基本原理出发,阐述了在监测系统中单片机控制采用分时设计的概念和思路。通过一个通用的多路数据采集框图,给出了系统设计的思想方法以及程序的基本流程和模块,并对多路数据在系统中的处理方法作了较详细的说明。

实时多任务嵌入系统的实现

主要研究了嵌入式系统中实时多任务的机制。通过与传统系统的比较,对实时多任务嵌入系统机制和性能作了综合描述,对其应用进行划分,并给出了抢占式和时间片循环调度式两种实现机制和实现情况。最后针对特殊的应用系统,提出一种实现这种实时多任务机制的具体方法。在嵌入式系统应用规模不断扩大的情况下,具有很好的实用价值。

相控阵制导雷达自适应调度技术应用

相控阵制导雷达需要在进行空域搜索、目标捕获跟踪的同时精确地导引导弹攻击来袭目标,为此需要使用基于优先级排序的雷达自适应调度技术完成各种雷达任务的调度,描述了相控阵制导雷达应用自适应调度技术的实现方法,实际应用结果表明该技术能够有效提高雷达时间资源的利用率,保证雷达整体工作效能。

基于多任务机制的STM32系统程序设计

工业控制中广泛使用单片机作为核心控制器。随着控制系统复杂性的不断提升,单片机的单任务运行机制难以胜任复杂的控制任务。本文针对单任务机制的局限性,研究了嵌入式系统中多任务机制的原理,分析了实现多任务机制的基本条件,提出了实施多任务机制的策略,然后将多任务程序运行机制引入单片机系统,设计了一个基于分时机制的具有一定优先级规则的多任务系统,并使用C语言编写了程序。该程序可读性好、运行效率高、易于调试维护,满足了多任务系统的运行需求,在STM32系统上实现了多任务运行机制。