為了解決嵌入式OSEK/VDX操作系統(tǒng)在高負載、搶占模式下低優(yōu)先級任務長時間得不到執(zhí)行的問題,利用OSEK/VDX標準中的報警機制提出了一種優(yōu)化的最小空閑時間優(yōu)先調度算法來完善嵌入式OSEK/VDX操作系統(tǒng)的調度策略。給出了該算法的具體實現方案,在理論上分析了該算法的可行性,最后將該算法應用于汽車簡單和復雜的電控系統(tǒng)。測試結果表明:在高負載、搶占模式下,使用該算法能夠明顯改善低優(yōu)先級任務的執(zhí)行。 

【文章來源】：汽車工程. 2016,38(04)北大核心

【文章頁數】：5 頁

【部分圖文】：

-LSF算法流程

i的報警時刻;tad，i為任務τi的剩余報警時間;ts1，i為任務τi第一次設置報警的時刻。針對LSF算法中di的計算有多種研究，文獻［12］中以任務周期Ti的結束時刻作為LSF算法的截止期限，在此基礎上開發(fā)了針對多處理器調度的LSFＲ算法。實際中di的取值與Ti緊密相關，為了計算方便仍將任務在執(zhí)行周期Ti結束的時刻作為di。圖2為A-LSF算法的時序簡圖。由圖可知，在A-LSF算法中，當任務τi的第k次設置報警結束時，本次任務τi的截止期限為di=ts1，i+k·Ti(1)圖2A-LSF時序簡圖根據嵌入式OSEK/VDX操作系統(tǒng)中的報警機制，計算在t時刻任務τi的剩余報警時間:tad，i=di－t－ri(2)tad，i=ts1，i+k·Ti－t－ri(3)得k=t－ts1，iTi(4)tad，i=ts1，i+t－ts1，iTi·Ti－t－ri(5)由于ts1，i可以視為常數，故在給定時刻t，任務的剩余報警時間tad，i是任務周期Ti和任務剩余時間ri的函數。對LSF算法采用相同的思路計算可得:di=ta1，i+k·Ti(6)Di=di－t－ri(7)Di=ta1，i+t－ta1，iTi·Ti－t－ri(8)式(5)和式(8)只有常數項ts1，i與ta1，i不同，A-LSF算法中tad，i的概念等同于LSF算法中Di的概念。在A-LSF算法中，報警發(fā)生時意味著任務剩余報警時間tad，i=0，即Di=0，此時才會提升該任務的優(yōu)先級，否則任務只能擁有原來相對較低的靜態(tài)優(yōu)先級，這正是LSF算法中“最小空閑時間優(yōu)先”的思想。

蔥釁魘?拷隙啵?刂撲惴ㄒ埠芨叢�。因此�?系統(tǒng)的任務數量多，負載較大。假設現有控制系統(tǒng)中，包含任務τ0，τ1，…，τ9，任務優(yōu)先級由1到10逐次升高，均配置為搶占模式。此時用戶需要根據具體的測試數據來配置系統(tǒng)的調度策略。假設測得任務τ0，τ1較長時間得不到執(zhí)行，運行周期嚴重偏離用戶預期，此時需要使用A-LSF算法，按照表2來配置系統(tǒng)的調度策略。表2調度策略配置方案參數任務0任務1任務2-任務9調度策略A-LSFA-LSFDefaultpm值44Default按照表2的配置方案，各個任務的調度策略如圖3所示。圖3任務調度策略配置結果任務1和任務2配置為A-LSF，即使用A-LSF算法，任務3-任務10配置為Default，即不使用A-LSF算法。pm值設置為4，意味著在A-LSF算法運行時，任務1和任務2的優(yōu)先級最多升高至4。在決定了系統(tǒng)的調度策略之后，最重要的是完成報警的設置和處理。(1)任務τ1和任務τ2中在應用層代碼結束的位置設置基于系統(tǒng)計數器的“分配優(yōu)先級”報警，因為設置報警的API函數具有恢復任務靜態(tài)優(yōu)先級的功能，所以放到用戶代碼之后算法才有意義。由圖2可知，設置報警的時長由任務的周期和執(zhí)行時間決定，但是圖2僅僅是理想的情況，實際中當報警發(fā)生之后，任務仍然可能被更高優(yōu)先級任務搶占，不會連續(xù)執(zhí)行至結束。因此報警發(fā)生的時刻應該比圖2中的時刻提前一些，具體的提前量須由用戶實際測試后確定。(2)在系統(tǒng)時鐘的中斷服務程序中調用處理報警的API函數。3.2簡單的汽車電控系統(tǒng)在相對簡單的汽車電控系統(tǒng)中，任務數量一般較少，系統(tǒng)負載較校任務的實時性比較容易滿足要求。因此，在這類系統(tǒng)中無須為任何任務配置A-LSF算法，調度策略配置結果如圖4所示，操作系統(tǒng)與優(yōu)化前相比沒有任何?

【參考文獻】：
期刊論文
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本文編號：2978780