基于RM调度算法的CPS任务调度设计

本文针对建筑环境CPS系统中资源和任务的复杂性,同时为了保证CPS系统资源管理和任务调度的快速性、准确性和有效性,构建了建筑环境CPS系统结构模型。并针对每个计算节点,采用RM调度算法,在其基础上增加了优先权值和延迟状态,保证即使在抢占发生时,通过就绪和延迟的处理,任务仍按优先级的高低顺序进行处理,保证每个任务的结果都具有有效性,使任务完成时间最短。

定时器驱动的RM调度机制建模及其性能优化

在Katcher等人对定时器驱动的RM(Rate Monotonic)调度机制研究的基础上,通过对该机制下实时任务抢占行为的分析,建立了周期性任务的抢占模型,给出了直接抢占发生的充分必要条件,据此确定了任务间的抢占关系,进而精确了可调性的判定条件,然后讨论了系统的平均响应时间.依据此抢占模型,受生物界寄生现象的启发,提出了一个改善嵌入式系统实时性能的方法,将获取机制和利用机制分离,屏蔽了复杂优化计算对目标嵌入式系统性能的负面影响.最后,通过实验验证了该方法在改善抢占关系、减少抢占开销和增强系统可调度性方面的有效性,结果表明可调度利用率可以提高0.25%～6.64%.

网络化运动控制系统的经典调度算法应用研究

网络化运动控制系统作为一类特殊的实时系统,其系统的性能与资源(处理器、网络)的调度密切相关,将实时调度理论应用于网络化运动控制系统非常必要。在对用于单处理器的经典实时调度算法(RM和EDF)以及网络调度的研究现状进行综述的基础上,对网络调度和任务调度的异同点及网络调度的实现方法和应用技术进行了研究。最后,对RM和EDF两类调度算法在网络化运动控制系统中的应用及调度优化问题进行了仿真研究。

任务调度过程中就绪队列的优化研究

绝大多数嵌入式实时系统仅配置了必不可少的资源,任务间抢占行为导致的额外开销严重影响着系统的性能。通过分析周期性任务的调度过程,得出在确保任务不错过截止期条件下,各个任务在就绪队列中可等待的最长期限计算公式,并根据公式推导出任务满足截止期的最后抢占时刻等属性,从而定量地刻画了周期性任务抢占行为发生的必要条件,提出了一套对周期性任务的就绪队列进行微调度的抢占模型,通过改变抢占关系来减少抢占次数、优化实时系统性能。本文最后通过实验验证了该微调度的抢占模型不仅有效地减少抢占次数,同时对于静态优先级调度策略如RM,能有效地提高处理器的可调度利用率。

基于RM的车身网络控制系统设计

随着车身控制系统的日益智能化,使车身网络规模和通信负载量显著增长,车身网络中信息传输延时愈发明显,大大降低了系统的实时性和可靠性.通过分析车身网络的通信需求,设计了合理的车身CAN网络拓扑结构;根据车身网络控制系统中信息传送的特点,采用单调速率调度(RM)算法,对车身网络控制系统的可调度性和实时性进行分析,并通过实验进行验证.实验结果表明该设计方法建立的车身网络系统能够很好地保证信息传送的实时性和可行性,从整体上优化了车身网络控制系统.

基于多处理器实时调度策略的研究

多处理器系统中实时调度算法起着重要的作用。在结合了RMS和EDF调度算法的基础上提出了一种含阈值的多处理器实时任务调度策略,使任务能够在阈值范围内在各处理器上进行迁移,避免了部分处理器处于空闲,部分处理器过于繁忙导致任务被挂起的现象,保证了各处理器利用率的相对平衡。

基于RTLinux的实时测控系统

为了提高和解决工业实时测控系统中的实时性与多任务调度问题,提出了将RTLinux引入了工业测控领域的实现方法;从分析研究RTLinux的实现原理和特征出发,详细介绍了一套工业控制计算机测控系统的硬件结构,着重论述了RTLinux应用于工业实时测控系统领域的软件开发过程,成功地实现了一个基于RTLinux的多任务实时测控系统,最后应用速率单调调度算法及其可调度性判定定理,对测控系统实时性和可调度性进行了分析与测试,测试结果满足测控系统的实时性要求。

基于时空隔离原则的列车控制软件集成方法的研究

针对CTCS-3设备硬件资源浪费、通信复杂和容易出故障的问题,参考ARINC 653标准中时空隔离的思想,目的是实现一台设备集成多台设备的功能,提高设备效率和可靠性。文中运用两级调度结构,根据VXWORKS操作系统的特性计算程序运行时间,确定隔离时间和周期;运用开发平台工具测量单个任务所需内存,确定隔离内存大小。用实例验证本方法的正确性。