面向資源同步和異步任務(wù)的統(tǒng)一調(diào)度算法研究.pdf

1、近年來隨著工業(yè)、科研和軍事等領(lǐng)域的發(fā)展，微型嵌入式實時系統(tǒng)得到廣泛的應(yīng)用。與傳統(tǒng)的嵌入式實時控制系統(tǒng)相比，微型嵌入式實時系統(tǒng)的處理能力和內(nèi)存容量往往相對有限，需要遵循事件驅(qū)動的反應(yīng)式運行模式，而且應(yīng)用平臺也復(fù)雜多樣。這些基本特征使得微型嵌入式實時控制系統(tǒng)中的任務(wù)調(diào)度策略，要求調(diào)度過程中任務(wù)上下文切換開銷要盡量低、對內(nèi)存需求要盡量小。然而目前許多實時調(diào)度算法難以滿足上述要求，因此如何在不降低任務(wù)可調(diào)度性的前提下盡可能減少不必要的任務(wù)切換開

2、銷、降低系統(tǒng)資源逐漸成為具有重要理論意義和應(yīng)用價值的研究熱點。
　　本文研究基于微型嵌入式實時控制系統(tǒng)中的任務(wù)調(diào)度問題。在傳統(tǒng)任務(wù)調(diào)度理論的基礎(chǔ)上，重點研究了當(dāng)代任務(wù)調(diào)度技術(shù)的新理論和新方法，特別是針對不同環(huán)境下任務(wù)集合的可調(diào)度性分析方法，分別提出支持任務(wù)資源同步訪問和偏移釋放的調(diào)度算法，并分析了算法的可行性，最后通過仿真實驗說明了算法的有效性。其主要的研究工如下：
　　首先為了分析任務(wù)在運行過程中資源訪問所帶來的影響，提出

3、將資源處理協(xié)議SRP協(xié)議和FPGS調(diào)度算法相結(jié)合起來的FPGS+SRP算法。該算法將任務(wù)的搶占閾值分配和各個共享資源的天花板值分配統(tǒng)一起來，在防止了高優(yōu)先級任務(wù)的過多搶占的同時，保持了資源的串行訪問，而后利用i-級活動周期分析方法重新推導(dǎo)了SRP協(xié)議下任務(wù)可調(diào)度性的判定公式，實現(xiàn)了任務(wù)閾值優(yōu)先級和子作業(yè)大小的分配算法。
　　其次基于嵌入式微型系統(tǒng)的事件驅(qū)動特征，即任務(wù)在響應(yīng)事件后釋放存在偏移值，本文提出一種針對異步任務(wù)集合的統(tǒng)一調(diào)

4、度算法FPGS-AST。首先分析了i-級活動周期分析方法對異步任務(wù)集合的非通用性，并通過可行性區(qū)間推導(dǎo)出統(tǒng)一調(diào)度模型中異步任務(wù)最長響應(yīng)時間的計算方法，而后在此基礎(chǔ)上給出任務(wù)閾值優(yōu)先級和子作業(yè)大小的分配算法。
　　最后為了分析FPGS+SRP和FPGS-AST算法的性能，利用改進(jìn)后的SPAK工具進(jìn)行了模擬仿真實驗。仿真實驗表明，對于支持資源同步的FPGS+SRP算法能夠在保證任務(wù)集可調(diào)度的同時，有效的解決任務(wù)在資源訪問過程中的同步問