隨著多核架構(gòu)成為處理器發(fā)展的主要方向,多核系統(tǒng)上的實(shí)時(shí)調(diào)度問題已經(jīng)成為了學(xué)術(shù)界與工業(yè)界的熱點(diǎn)研究問題。在固定優(yōu)先級調(diào)度中,目前已知的全局和局部固定優(yōu)先級調(diào)度的最大利用率上限是50%,人們迫切地需要一種具有較高利用率上限以及較少搶占次數(shù)的多核調(diào)度算法。準(zhǔn)劃分調(diào)度算法將大部分任務(wù)固定分配到特定的處理器上,以降低運(yùn)行時(shí)開銷,同時(shí)為了改善可調(diào)度性,一小部分任務(wù)被切割為可以運(yùn)行在多個(gè)處理器上的多個(gè)子任務(wù)。和局部策略相比,這類準(zhǔn)劃分調(diào)度算法對可調(diào)度性提供了重要的改善,而比較全局策略,它又具有較少的搶占和遷移。 軟實(shí)時(shí)系統(tǒng)允許任務(wù)的某些作業(yè)錯過截止期。在錯過截止期的情況下,如果能夠確知任務(wù)的執(zhí)行時(shí)間延遲具有一個(gè)可計(jì)算的上限,那么處理器資源就會得到正確的分配,這對于軟實(shí)時(shí)系統(tǒng)具有重要意義。但是目前基于該類調(diào)度算法的延遲上限的研究尚不充分,本文研究了基于固定優(yōu)先級調(diào)度的準(zhǔn)劃分調(diào)度算法的延遲上限問題,并以速率單調(diào)算法(Rate Monotonic, RM)為例,給出了準(zhǔn)劃分調(diào)度算法的延遲上限的計(jì)算方法。 在允許搶占和核間遷移的情況下,準(zhǔn)劃分調(diào)度算法極大地改善了多核調(diào)度的CPU利用率。但是目前該算法在實(shí)際操作系統(tǒng)中的實(shí)現(xiàn)工作還很欠缺,本文設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了一個(gè)支持準(zhǔn)劃分調(diào)度策略的多核實(shí)時(shí)調(diào)度器。本文首先分析了實(shí)現(xiàn)該調(diào)度器的關(guān)鍵技術(shù),包括任務(wù)切割、任務(wù)遷移等。在此基礎(chǔ)上,給出了基于Linux2.6.20內(nèi)核的準(zhǔn)劃分調(diào)度器的具體實(shí)現(xiàn)。同時(shí),本文設(shè)計(jì)了一個(gè)用戶函數(shù)庫,允許將不同的準(zhǔn)劃分調(diào)度算法擴(kuò)展到本系統(tǒng)中。通過大量實(shí)驗(yàn),驗(yàn)證了本文準(zhǔn)劃分調(diào)度器的功能正確性。該部分工作對于開展準(zhǔn)劃分實(shí)時(shí)調(diào)度的研究,以及推進(jìn)準(zhǔn)劃分調(diào)度策略在實(shí)際系統(tǒng)中的應(yīng)用將起到重要作用。
【學(xué)位單位】：東北大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2010
【中圖分類】：TP332;TP301.6
【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 課題背景
    1.2 研究目標(biāo)和意義
    1.3 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
    1.4 論文的組織結(jié)構(gòu)
第2章 相關(guān)理論與技術(shù)技術(shù)
    2.1 實(shí)時(shí)系統(tǒng)以及實(shí)時(shí)任務(wù)分類
        2.1.1 實(shí)時(shí)系統(tǒng)分類
        2.1.2 實(shí)時(shí)任務(wù)分類
    2.2 多核實(shí)時(shí)調(diào)度算法
    2.3 準(zhǔn)劃分固定優(yōu)先級實(shí)時(shí)調(diào)度
RT'>    2.4 LITMUSRT

        2.4.1 LITMUSRT基本功能
        2.4.2 支持的實(shí)時(shí)調(diào)度策略與策略選擇
        2.4.3 Trace功能
    2.5 本章小結(jié)
第3章 準(zhǔn)劃分固定優(yōu)先級調(diào)度算法延遲上限的研究
    3.1 系統(tǒng)模型
    3.2 準(zhǔn)劃分固定優(yōu)先級算法
    3.3 任務(wù)延遲上限的計(jì)算
    3.4 本章小結(jié)
第4章 準(zhǔn)劃分調(diào)度器的設(shè)計(jì)
    4.1 總體設(shè)計(jì)
    4.2 實(shí)時(shí)任務(wù)的調(diào)度過程
    4.3 實(shí)時(shí)任務(wù)的運(yùn)行狀態(tài)
    4.4 運(yùn)行時(shí)調(diào)度的設(shè)計(jì)
        4.4.1 切割任務(wù)調(diào)度的設(shè)計(jì)
        4.4.2 隊(duì)列管理的設(shè)計(jì)
    4.5 用戶庫的設(shè)計(jì)
    4.6 本章小結(jié)
第5章 準(zhǔn)劃分調(diào)度器的實(shí)現(xiàn)
    5.1 準(zhǔn)劃分調(diào)度器核心數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的實(shí)現(xiàn)
    5.2 準(zhǔn)劃分調(diào)度器關(guān)鍵技術(shù)實(shí)現(xiàn)
        5.2.1 任務(wù)搶占的實(shí)現(xiàn)
        5.2.2 任務(wù)切換的實(shí)現(xiàn)
        5.2.3 任務(wù)入隊(duì)管理的實(shí)現(xiàn)
    5.3 準(zhǔn)劃分調(diào)度器接口部分的實(shí)現(xiàn)
        5.3.1 系統(tǒng)調(diào)用
        5.3.2 隊(duì)列管理函數(shù)
    5.4 用戶庫的實(shí)現(xiàn)
        5.4.1 插件式離線劃分算法模塊的實(shí)現(xiàn)
        5.4.2 應(yīng)用程序的實(shí)現(xiàn)
    5.5 本章小結(jié)
第6章 實(shí)驗(yàn)測評及分析
    6.1 任務(wù)劃分與創(chuàng)建
        6.1.1 實(shí)驗(yàn)環(huán)境
        6.1.2 實(shí)驗(yàn)過程
    6.2 內(nèi)核調(diào)試
    6.3 實(shí)時(shí)任務(wù)執(zhí)行結(jié)果分析
        6.3.1 實(shí)驗(yàn)結(jié)果展示
        6.3.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析
    6.4 本章小結(jié)
第7章 結(jié)論與展望
    7.1 結(jié)論
    7.2 未來工作與展望
參考文獻(xiàn)
致謝
科研項(xiàng)目和論文發(fā)表情況

【共引文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前1條

1 金永賢;黃經(jīng)州;;開放式實(shí)時(shí)系統(tǒng)雙層調(diào)度框架的一種改進(jìn)方案[J];計(jì)算機(jī)應(yīng)用;2009年06期

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1 郭秀巖;面向多核的多層次實(shí)時(shí)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)流調(diào)度技術(shù)研究[D];中國科學(xué)技術(shù)大學(xué);2011年

2 吳彤;弱硬實(shí)時(shí)調(diào)度關(guān)鍵技術(shù)研究[D];國防科學(xué)技術(shù)大學(xué);2008年

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1 黃經(jīng)州;開放式混合實(shí)時(shí)系統(tǒng)調(diào)度策略研究[D];浙江師范大學(xué);2009年

2 袁征;基于頁著色技術(shù)的多核實(shí)時(shí)系統(tǒng)中Cache共享策略的研究[D];東北大學(xué);2009年

本文編號：2831932

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