PLUFS:一种开销敏感的周期任务在线多处理器节能实时调度算法

现有周期任务多处理器节能调度算法虽然在考虑处理器实际开销情况下可以实现较好的节能效果，但仍不能保证最优可调度性。针对嵌入式实时系统中不可忽视的状态切换开销，提出一种开销敏感的周期任务在线多处理器节能实时调度算法PLUFS.该算法通过TL面流调度模型与处理器实际切换开销模型相结合，在每个TL面的初始时刻、任务结束执行时刻实现节能调度，在不违反周期任务集最优可调度性的前提下，达到实时约束与能耗节余的合理折中。经过理论证明和模拟实验，结果表明：PLUFS算法不仅保证了周期任务集的最优可调度性，而且节能效果整体优于现有算法，能耗节余比现有算法提高约10％-20％。

应用形式化与实时语言的面向方面方法

面向方面的软件开发方法是在面向对象开发方法的基础上,在AOP的支持下将贯穿系统的横切关注点提取出来,通过联结方式织入系统功能代码中的软件开发方法,该方法降低了软件开发的复杂性,提高了系统的灵活性和可维护性。形式化和实时语言为面向方面方法贯穿于实时软件开发提供了必要的支持,以形式化方法AO-RT-Z和实时语言PEARL为基础,给出了一种面向方面的实时软件开发框架,实现了软件生命周期各个阶段对面向方面的无缝支持,降低了实时软件开发的复杂性,提升了系统的可信度。

分析模式在嵌入式系统建模中的应用研究

面向对象建模语言UML(Unified Modeling Language)已广泛用于嵌入式系统建模,但它在嵌入式实时系统建模时存在模型重用性不高、概念模型形式化复杂和状态图对时间约束方面的建模功能不强的问题,针对这些问题,提出了对象分析模式与实时规范模式相结合的新思想,并给出了使用对象分析模式和实时描述模式进行嵌入式系统建模及模型分析、验证的方法,然后介绍了基于UML的模式驱动的嵌入式系统建模及分析的实现步骤,最后以一个实际应用进行了详细说明。

多处理器系统实时调度的可预测性

在多处理器实时系统中,由于调度的不规则性,系统的可预测性判定问题尤为重要。针对多处理器系统中实时任务调度的可预测性问题,给出了不可预测的实时任务集反例,证明了一种可预测的实时任务集合。对于多处理器实时系统中常用的最早截止期零松弛调度算法(earliest deadline zero laxity,EDZL)的可预测性,利用EDZL算法的基本性质,用一种简捷的方法证明了EDZL算法是可预测的。通过仿真系统验证了证明的正确性,该方法可用于多处理器及分布式实时系统的设计和验证。

实时嵌入式容错系统的关键技术研究

简要回顾了容错技术的发展过程并分析了不同故障模型下系统的容错方式。对于瞬时故障、间歇性故障的容错可采用软件冗余方法,在实时嵌入式系统中采用软件容错时必须考虑任务的可调度性;而永久性故障则采用硬件冗余方法来解决。在此基础上,描述了一种实时双机嵌入式容错系统的模型,研究了构建容错系统需要解决的双机同步、故障检测及仲裁切换等关键问题和相应的解决方法。

提取ESPRIT算法信号子空间的DOA估计研究

ESPRIT算法在有效性和稳定性方面都有非常突触的表现,所以其受到了广泛的研究。同时不可避免的要进行特征值分解,无法满足实时系统的要求。因此,提出了一种提取信号子空间的快速算法,通过对旋转矩阵的改进,不需要进行特征值分解和繁琐的迭代计算,节约了计算时间,使得所提算法可以运用于实时处理,并且取得了良好的效果。

RT-Hypervisor:用于实时嵌入式系统的虚拟机监视器

很多嵌入式系统应用系统,都需要把一个实时系统和一个非实时系统安装在同一个嵌入式设备上,让它们一起工作,发挥各自的优势。论述了RT-Hypervisor实时虚拟机监控程序的设计和实现,利用它可以在一个硬件设备上同时运行多个实时或是非实时操作系统。RT-Hypervisor是一个高效的实时虚拟化软件平台,它主要由操作系统域、CPU调度、操作系统域间通讯和虚拟中断控制器等模块组成。通过一些简单地移植操作,大部分嵌入式操作系统都可以高效地运行在RT-Hypervisor上。

VxWorks操作系统在数据链系统中的应用

针对数据链系统对嵌入式实现的高实时性需求,设计了一种采用VxWorks操作系统的嵌入式实现方案。该方案采用模块化分层设计思想,利用了VxWorks灵活的多任务调度机制和任务间通信机制,建立了一种基于双缓冲消息队列和信号量机制的多任务间通信模型。通过对任务功能的合理划分和任务优先级设置,该嵌入式系统满足了战术数据链的高实时性需求。

TENA-HLA网关软件自动生成技术研究

TENA-HLA网关完成"建模与仿真高层系统结构HLA"和"试验与测试使能体系结构TENA"之间的互联,能够使TENA的数据无障碍地与HLA的数据交互。现有方法一般采用主控程序循环接收数据,并经由中间转换后再将数据传输给另一网络。但是,中间转换不具有针对性,全部的转换机制对于只需要少量基本转换的文件显得过于复杂。给出了网关软件的设计,并依据用户指定的TENA-HLA间对象数据的映射关系,结合TDL和FED编译技术,自动生成应用需要的网关软件。对实现结果给出了实验验证。