基于单调速率调度算法的μC/OS-II多任务周期的设计

嵌入式实时操作系统μC/OS-II对于多任务调度采用让就绪表中优先级最高的任务总是处于运行状态,这种策略在周期性多任务的调度中存在着缺陷,可能使得任务的周期设计不当导致任务不能被调度。通过引入单调速率调度算法,在对多个任务设计任务周期时予以分析,确定每个任务都能被调度。

实时调度算法研究

对实时调度进行了讨论：研究了单处理器下的经典调度算法：单调速率调度、最早死线调度和最短空闲时间优先调度；分析了多处理器系统中的典型调度算法：对分布式系统中的两种调度算法：广义单调速率调度和分布式风车调度做了简要论述；指出实时调度研究策略方向。

一种改进的RM可调度性判定算法

固定优先级任务可调度性判定是实时系统调度理论研究的核心问题之一.目前已有的各种判定方法可归结为两大类:多项式时间调度判定和确切性判定.多项式时间调度判定通常采用调度充分条件来进行,为此,许多理想条件下基于RM(rate monotonic)调度算法的CPU利用率最小上界被提了出来.确切性判定利用RM调度的充要条件,保证任何任务集均可被判定,并且判定结果是确切的.但是由于时间复杂度较差,确切性判定方法难以实现在线分析.提出了一种改进的RM可调度性判定方法(improved schedulability test algorithm,简称ISTA).首先介绍了任务调度空间这一概念,并提出了二叉树表示,然后进一步提出了相关的剪枝理论.在此基础上,研究了任务之间可调度性的相关性及其对判定任务集可调度性的影响,提出并证明了相关的定理.最后基于提出的定理,给出了一种改进的伪多项式时间可调度性判定算法,并与已有的判定方法进行了比较.仿真结果表明,该算法平均性能作为任务集内任务个数的函数具有显著提高.

提高软非周期任务响应性能的调度算法

实时环境中常常既包含硬周期任务，又包含软非周期任务，引入一种改进软非周期实时任务响应时间的算法．已有的解决混合任务调度问题的方法都是基于速率单调（ＲａｔｅＭｏｎｏｔｏｎｉｃ）策略的，其中从周期任务“挪用时间”的算法被证明优于其他所有算法．但是，速率单调算法限制了处理器的使用率，从而使周期任务的可“挪用”时间受到限制．最后期限驱动（ＤｅａｄｌｉｎｅＤｒｉｖｅｎ）策略ＤＤ可使潜在的处理器利用率达到１００％．新算法正是在周期任务的调度中适当加入了ＤＤ策略，从而使非周期任务的响应时间得以缩短．仿真实验的结果表明，这种算法的性能优于已有的所有算法，而由它所带来的额外开销却不算很高．

混合实时事务的延期单调速率调度算法及其可调度性分析

对于含有实时和非实时两部分的混合实时应用 ,传统的单调速率调度算法 (RM)已不再适用 .为此 ,该文引入“混合实时事务”的概念 ,并针对这类事务提出一种延期单调速率调度算法 (DRM) ;着重分析了DRM算法对混合实时事务的可调度性 ;进行了实验测试与性能分析比较 .结果表明 ,事务集中混合实时事务占的比例越高 ,混合事务中非实时子事务占的比例越大 ,该算法的CPU使用率阈值就越高 ,且在各种情况下 ,DRM算法与RM算法相比性能都更优 ,最低情况也与之一样 .

基于双曲线边界的多处理器实时任务可调度性判定

Lopez等学者求解出基于单调速率算法和首次适应分派策略的多处理器实时任务可调度性判定边界.该边界在所有O(m)复杂度的判定边界中是最优的.基于Bini等学者针对单处理器提出的双曲线可调度性判定方法,给出了一种多处理器实时任务可调度性判定边界.新边界在相当数量的利用率分布下明显优于已有边界.新边界与已有边界具有相容性,所以虽然新边界无法在所有情况下超越已有边界,但在实际应用中可联合两种边界进行判定,在不增加计算复杂度的同时全面提高可调度任务集的数量.

基于命题投影时序逻辑的单调速率调度算法模型检测

提出了基于命题投影时序逻辑(propositional projection temporal logic,简称PPTL)的单调速率调度(rate monotonic scheduling,简称RMS)模型检测方法.该方法使用SPIN模型检测器的系统建模语言PROMELA为任务调度系统建模,使用PPTL描述系统期望的性质,通过SPIN验证系统模型是否满足性质,从而得知一个任务组在RMS下是否可调度.同时,RMS算法控制下的任务调度系统的其他性质也可以得到验证.

单调速率调度算法的改进

针对经典的静态调度算法RM仅以任务的周期来决定优先级,容易导致某些周期较长且非常重要的任务错过截止期而无法调度的问题,提出一种新的静态调度算法——基于单调速率调度算法的改进算法(CPSS).该算法利用任务的运行时间和重要程度2个参数计算得出任务的综合优先级,并将综合优先级通过分组的方式进行分类.理论分析和实验结果表明,该算法降低了任务的截止期错失率,可以更有效地调度实时任务.

网络控制系统时延单调速率算法可调度性及多目标优化

讨论了具有多个闭环控制回路的网络控制系统中网络信号传输周期的任务调度问题。对具有时间延迟的单调速率调度算法在网络控制系统中的可调度性进行了理论分析,给出了保持系统稳定运行的可调度性条件。在此基础上,对调度算法的计算结果进行多目标优化,得到保证网络信号传输误差率最小及延迟时间最少的传输周期。网络控制系统实例证明了调度算法的实用性及优化结果的正确性。

分布式实时系统任务调度算法的设计和实现

针对分布式实时任务中容易引起的任务分配不合理及系统负载不平衡的情况,根据分布式实时任务多机执行的特点及分布式实时系统在同一结点上有多任务执行,提出了两级分布式系统结构下实时任务的调度策略:任务分配和任务调度。实验表明,在任务分配阶段提出的算法可以更合理地平衡任务,在任务调度阶段采用的调度算法能够更好地完成任务的执行。

混合关键度驱动的实时调度研究

针对当前运行于不可预测开放环境下的嵌入式多使命复杂关键型系统,需要减少运行成本和处理不可预测工作负载情况的问题,文章提出一种混合关键度驱动的非对称式过载保护最小空闲调度策略。系统过载时,为共享同一处理器的不同关键度任务提供非对称式保护,禁止低关键度任务干扰高关键度任务,完全避免了传统的"关键度反转"问题。在恢复暂时阻塞的不同关键度任务时,在速率单调调度的基础上,引入关键度主导的截止期驱动动态调度策略,可使潜在处理器利用率达到100%。实验结果表明,这种新算法的综合性能优于当前已有的混合关键度任务调度算法。

WinCE5.0中断处理对线程可调度影响研究

在WinCE5.0中,中断的处理分两个不同的阶段,分别是运行于核心态的中断服务程序ISR与运行于用户态的中断服务线程IST。中断处理的效率会对嵌入式系统的实时性有非常大的影响。分析了中断处理的两个阶段,并对中断处理对线程的可调度性影响做了研究。

改进的单调速率调度算法

实时系统中调度算法起着重要的作用。单调速率调度算法(rate monotonic algorithm,RM)是一种被广泛使用的调度算法,并且已被证明是一种最佳的静态优先级算法。传统的RM算法忽略上下文切换需要消耗的时间,针对此问题,提出了一种延迟抢占的改进方法。该方法考虑了上下文切换消耗时间对调度算法的影响,可以减少低优先级任务不必要的频繁抢占。通过实验证明了该方法的有效性。

单调速率调度算法的可调度性分析与仿真

单调速率调度算法是一种经典的周期任务调度算法,在采用单调速率调度算法调度周期任务前对算法的可调度性进行分析和仿真是十分必要的。该文介绍了单调速率调度算法的基本调度规则和可调度的充分必要条件,分别基于Windows平台的多线程机制和实时操作系统SACOS的RMS管理器对单调速率调度算法的可调度性进行仿真,并对仿真结果进行了评价与分析。仿真结果表明,这两种方法可为单调速率调度算法的可调度性分析提供有益的指导。

一种分布式实时系统任务调度算法的设计

结合分布式系统和实时系统的特点，分析了分布式系统任务调度算法和实时系统任务调度算法，为了能够较好地实现系统的并行性能、实时任务的调度性能以及网络的负载平衡，提出一种将分布式系统任务调度算法和实时系统任务调度算法想结合的算法，采用层次式调度算法以及动态权值的轮转调度算法和速率单调调度算法相结合，在队列权值固定的实验基础上，采用随机改变队列权值的算法，实验证明该随机改变队列权值的算法能够更好地调度任务。

基于改进RMS算法的多核嵌入式系统总线周期调度表优化设计

远程指挥控制决策系统是军事作战体系的“神经中枢”,有效、高速、可靠地获取战场信息一直是制约战场态势感知的一个瓶颈。针对这个问题,讨论一种同构的多核嵌入式系统,该系统能够通过控制多条总线增加信息获取源,并通过信息源的备份增加信息的可靠性和稳定性。针对该系统的总线周期表优化问题,给出了系统任务模型,对RMS算法改进策略,并进行改进RMS算法可调度性分析。实验结果表明该算法解决了RMS算法适用于多核嵌入式系统的瓶颈问题,能够在多个处理器中同步进行总线资源调度,并且可以满足总线动态负载平衡,提高总线传输效率和系统的可靠性。

基于多核ARM的数控系统实时性研究

随着数控系统的不断发展,数控系统对精度和速度有了更高的要求,这都对当前普遍采用的单核处理器平台提出了严峻的挑战.基于同构的四核ARM处理器平台,在添加了实时补丁的Linux系统环境下,根据数控系统中硬实时任务、软实时任务、非实时任务并存的特点,把数控系统任务合理的分配到多核ARM上运行,并采用改进的RM算法进行调度,最后对新的任务调度算法进行实时性能测试.本调度模型能够解决了数控系统混合任务调度的问题,并能满足数控系统对实时性的要求.

嵌入式操作系统多策略调度模型

分析了目前嵌入式操作系统调度策略的现状,指出了传统调度方法的不足之处,给出了多策略调度模型,该模型根据进程的属性参数决定采用哪种调度算法。多策略调度模型采用两级调度方案,即在原传统调度方法的基础上增加一级调度。一级调度确定多个调度算法的优先顺序;二级调度确定同一种调度算法中,的进程优先顺序。该模型使进程调度更加灵活和高效,应用范围更广。