基于多参数的μC/OS-Ⅱ任务优先级和调度方法

在μC/OS-Ⅱ进行实时任务调度时,可以使用单一的调度算法分配任务优先级。优先级判定标准的片面性、"错过率"较高的截止期,影响了μC/OS-Ⅱ的实时调度性能。该文提出了多参数任务优先级分配策略和μC/OS-Ⅱ任务的调度方法,实验证明,该方法截止期的平均错过率为60.1%,有效地改善了μC/OS-Ⅱ的实时调度性能。

基于贪心策略的EDF调度算法优化

最早截止期优先(EDF)调度算法在系统过载的情况下会产生"多米诺效应",导致无法满足多数任务的实时性要求。针对该问题,提出一种基于贪心策略的最优调度集选择方法。通过引入一个表示任务价值的因子与任务的截止时间共同决定任务的优先级,当系统过载时,在EDF算法的可调度范围内选取重要任务作为优先调度对象。理论性能分析和实验结果表明,该算法不仅能在过载时降低实时系统的任务截止期错失率,而且能保证关键任务的优先调度。

开放式实时系统中的自适应调度方法

首先针对开放式实时系统 ,讨论了自适应实时调度的需求情况和自适应技术应用上的关键问题 ;提出了适用于硬实时调度需求的调度参数自适应调整机制 ;重点面向软实时调度需求 ,提出了一种基于模糊控制策略的自适应调度方法 ,它致力于动态跟踪调度对象的负载变化 ,并把截止期错过率控制在期望值附近 .相对于现有方法 。

温室环境控制无线传感器网络的服务质量管理

针对基于无线传感器网络构建的温室环境控制系统,为了减少无线网络固有的时变传输延时、丢包、网络拥塞等现象对控制性能的影响,该文从提高网络服务质量(quality of service,QoS)的角度出发,提出一种基于Takagi-Sugeno模糊控制器的QoS管理策略。该QoS管理策略以截止期错失率作为QoS性能评价指标,针对传感器节点和执行器节点之间的数据传输,通过动态调整传感器节点的采样周期,使截止期错失率维持在设定水平,从而提高网络QoS。初步试验表明了该QoS管理策略的合理性、有效性和实用性。该QoS管理策略可以广泛应用于温室、农田、苗圃等区域。该研究为提高无线传感器网络在设施农业中的应用水平做出了有益探索。

一种严格按比例派发服务的混合实时调度算法

在混合实时系统中,调度器必须既保证所有硬实时任务严格按照其时间约束在截止期内完成,又要尽可能地提高软实时任务和非实时任务的服务质量.提出了一种严格按比例派发服务器算法(RPDS),并以此为基础构建了一种层次式调度框架.RPDS将处理器时间流分成连续的小段,并在每一小段中强制为非硬实时任务分配一个时间片.实验结果表明,RPDS可以合理地为各种类型应用分配处理器时间,并且降低了实时任务的截止期错失率.

传感器网络基于两跳邻居信息的实时路由设计

提出了无线传感器网络基于两跳邻居信息的实时路由.包的截止期要求映射为速率要求的路由决策方法在SPEED中首先提出,而本文提出的路由决策是基于两跳速率.如果没有节点能够满足给定速率,采用节能的概率丢包策略降低截止期错失率,可以提高能效.如果截止期松弛,嵌入平衡能耗的代价函数缓解某些节点被频繁选为转发节点的情况,以达到网络的能耗平衡.在仿真中模拟了物理层和MAC层,采用了通过Mica2Motes实验得到的损耗链路模型.仿真结果显示,提出的路由方案比基于单跳信息的SPEED-S路由的截止期错失率更低,能量效率更高,而且在端到端延迟的性能总体上没有降低.该设计可用于对服务质量要求较高的基于传感器网络的实时应用中.

基于截止期错失率可预测的高利用率容错调度

现代导航与通信等实时系统经常面临着复杂的实时数字信号处理及信息交互需求,处理器处于高利用率状态.对于此类高利用率实时系统,传统的时间冗余容错通常会引发多个任务连续错失截止期的灾难性后果.针对高利用率情况,提出一种截止期错失率可预测的容错调度方法,截止期错失次数不大于出现错误的次数,消除了多个任务截止期连续错失的多米诺效应.进一步地在该方法中融合时间冗余方法的优点,提出了求解检测点上界位置的离线快速算法,有效地降低了截止期错失率.仿真实验表明,与目前已知的同类方法相比,该方法具有更低的截止期错失率.

基于截止期价值度优先的CAN消息实时调度算法

为了保证CAN总线网络中实时性消息的截止期,同时减小紧迫性消息的传输延迟,综合考虑了CAN网络中实时消息的截止期和价值度两个参数,提出了截止期-价值度优先(Deadline-Value First)实时调度算法,简称DVF算法。给出了算法遵循原则和设计过程,对截止期因素进行分段线性处理的方法,使得算法在保证消息截止期的前提下尽量让关键性消息优先发送。以EDF算法和HVF(higest value first)算法为基准,从关键消息的相对延迟、丢帧率和丢失价值率这三个方面对DVF算法进行性能分析,实验表明DVF算法相比于EDF算法和HVF算法有很大改善。

基于两跳邻居信息的功率感知实时路由算法

为弥补传统路由协议网络实时性质量不高的缺陷,提出一种基于两跳邻居信息的功率感知实时路由算法(THPAR),利用两跳邻居信息进行路由决策,为应对不同的包传输速率需求,融入功率控制机制动态调节节点发射功率,降低截止期错失率及链路丢包率,提高鲁棒性。改进THVR的转发能量策略,以减小能耗。对THPAR和THVR算法进行仿真实验及比较分析,结果表明,THPAR在能量有效性和延迟性方面具有优势。

满足业务实时性要求的路由设计

针对无线传感器网络数据传输实时性问题,基于非均匀分簇网络模型提出了一种路由方法。其主要思想是为收集的数据设定截止期,通过链路时延估计,综合考虑截止期和链路时延等影响接收端接收数据的有效性的因素,提出了一种可以满足多种业务时延要求的路由方法。仿真实验结果表明,该路由方法能够保证信息的有效性。

基于反馈控制的开放式实时系统自适应调度算法设计与实现

对于负载不可预测且资源受限的开放式实时系统,传统"开环"调度算法不能根据系统负载情况调整调度策略,影响系统实时性能或造成资源浪费。采用双闭环反馈控制方法,改进目前开放式实时系统常用的时限驱动总带宽利用率服务器。本方法根据负载情况,动态地为不同实时性能需求的任务分配资源,保证硬实时任务满足时限要求并且提高资源利用率。实验表明,系统负载存在突发的情况下,算法既很好地控制了任务的时限错过率,又得到了较高的资源利用率。

基于期限的多请求数据检索问题研究

给定一个包含多条信道的集合以及一个包含多个请求的集合,其中每一个请求包含多个请求数据项并且希望在一定期限内下载到,基于期限的多请求数据检索问题指当客户配有多条天线时寻找一个在期限内下载多个请求的数据检索序列,使得所有天线的最大访问延迟最小化。基于此,提出一种多请求的数据检索算法,以调度合适的天线检索这些请求并找到关于这些请求的检索序列,从而平衡在各天线上的访问延迟。针对单请求的数据检索,采用最大团思想寻找下载该请求中所有请求数据项的访问模式,使得检索该请求的访问延迟以及期限丢失率最小化。实验结果表明所提出的方法具有较好的性能。

基于时间间隔的分布式实时并发控制协议

针对基于分布式循环验证策略的乐观并发控制协议中出现的验证延迟问题,提出一种基于时间间隔的分布式实时并发控制DOCC-DATI协议。协议通过在读阶段设置验证锁,调整事务的串行化顺序,使高优先级事务阻塞与其冲突的低优先级事务,并使高优先级事务优先进入验证阶段。实验结果表明,DOCC-DATI协议可以避免验证死锁,并允许子事务独立地进行验证,相比分布式循环验证策略,DOCC-DATI协议可减少验证延迟和优先级反转现象的发生,降低实时事务错失截止期率。

基于网络编码的优化V2R数据传输性能的研究

将路侧设备RSUs作为车载网络VANETs的缓冲点,可缓解车与车V2V之间连通的间歇性问题。然而,由于车辆的快速移动以及RSU短的传输距离,车辆驻留同一个RSU的时间很短。尽管广播技术能够有效地提高广播带宽利用率以及系统响应时间。但RSU采用广播技术前需要获取车辆缓存数据项的先验知识。因此,车辆需要向RSU服务器上传缓存信息,浪费了带宽。为此,针对基于RSUs的VANETs,提出基于网络编码的车与路边设施V2R通信的数据传输算法NCDD。NCDD算法允许车辆不必向RSU服务器上传它们的缓冲信息,并利用网络编码提高RSU的广播性能,仿真结果也证实了NCDD算法能够有效地降低截止期错失率和系统响应时间。

基于遍历有向非循环图的实时事务调度算法

移动环境下实时数据库系统负载的不可预测,以及实时事务争夺有限的系统资源经常导致实时事务重启或夭折。传统的实时事务调度算法已不适应,在用有向非循环图表示数据相互间的导出关系的基础上,提出一种基于遍历这种图的实时事务调度算法。结合实时数据对象的时间域和值域有效性,系统适当地丢弃一些低价值的更新事务以减轻系统负载。仿真实验表明:算法一定程度上降低了事务错过截止期比率并提高了数据新鲜度。

HRRF任务调度在汽车仪表中的改进与实现

汽车仪表中的嵌入式系统通常采用前后台循环设计模式,该模式下各任务执行频率强制相同,执行顺序无法改变,任务每次等待时间波动较大,难以保证实时性。为解决上述问题,利用高响应比优先(HRRF)任务调度算法的优点,对其进行改进,并将其应用在汽车仪表的软件设计中。把周期性任务按优先特性分类,实时更新各任务的等待时间和服务时间,考虑任务截止期错失,每次选取同类别中响应比最高的任务执行。实际应用表明,该方法调度开销小,实时性高,且方便维护和移植。

分级调度实时架构中处理器资源预设值的预借性

分层多级自适应调度(AdHierSched)架构是Linux操作系统中的虚拟实时架构,在系统运行时,它通过监测各子系统对处理器资源的需求动态调整资源分配。本文在分级调度架构中提出了处理器资源预借机制(BBM),通过服务器间资源的动态分配达到处理器资源在各个实时系统中优化配置的目的,并针对AdHierSched架构中资源预设值的预借性进行设计和实现,通过静态任务和动态任务对该资源预设值预借控制器进行实验评估。实验结果表明:当AdHierSched架构伴随着处理器预借机制和资源调整机制同时运行时,内部运行任务整体的截止期限超出率减小。此外,资源预借性机制的添加导致的系统额外开销相比系统总的开销很小,表明该方案适合在实际分级调度实时系统内推广使用。

根据触发机制的移动实时事务调度算法

在移动实时数据库系统应用中,考虑更新数据间相互关系和实时事务间的触发机制,提出一种反馈调度算法,用来解决事务因竞争有限资源重启或夭折的问题.结合数据时间域和值域有效性,系统适当地丢弃一些价值低的更新事务以减轻系统负载.仿真实验表明,该算法能在正常负载和超载下保证事务错过截止期比率、数据新鲜度等性能参数,达到数据库管理员预置参考值.

基于分布式优化的数据中心网络混流调度机制

数据中心网络作为云计算的关键基础设施,其性能对业务服务质量有至关重要的影响。在当前数据中心多业务并存的条件下,数据中心网络中同时存在截止期限流和非截止期限流。为同时满足2种流的传输需求,该文提出一种基于分布式优化的数据中心网络混流调度(distributed-optimization-based mix-flow scheduling,DOMS)机制。首先对截止期限流和非截止期限流分别定义优化目标和传输约束,将混流调度问题形式化为实时速率分配问题;然后利用问题的对偶分解特性,设计主机与交换机的协同调度结构,分布式求解该问题,设定每条流的传输速率并演化至全局最优解。仿真结果表明,DOMS能有效降低截止期限流的期限错失率和非截止期限流的完成时间。