把具有不同關鍵等級的多個功能集成于同一嵌入式計算平臺,以平衡系統(tǒng)中越來越復雜的功能與受限的計算資源、硬件尺寸、功耗以及成本等資源之間的矛盾,是當代嵌入式系統(tǒng)發(fā)展的重要趨勢。這種系統(tǒng)被稱為混合關鍵級系統(tǒng)。在混合關鍵級系統(tǒng)的調度中,一方面需要充分考慮功能的關鍵等級,通過保證具有較高關鍵等級的功能的及時完成,以滿足系統(tǒng)的安全性和可靠性要求,另一方面需要通過對系統(tǒng)資源的有效配置,優(yōu)化具有低關鍵等級的功能調度,以提升系統(tǒng)的整體性能。傳統(tǒng)的實時調度理論無法有效解決這一問題,因此,研究混合關鍵級系統(tǒng)的優(yōu)化調度機制成為了當前實時調度領域中的一個熱點問題。本文以混合關鍵級系統(tǒng)為研究對象,以在滿足系統(tǒng)可靠性的前提下提升系統(tǒng)整體性能為目標,研究混合關鍵級系統(tǒng)優(yōu)化調度問題。從模型、作業(yè)調度、任務調度、任務劃分、任務遷移等角度,采用需求邊界函數分析、利用率分析、概率和期望計算、可調度性分析以及關鍵因子分析等方法,研究混合關鍵級優(yōu)化調度的機制和算法問題。主要的研究工作與成果如下:（1）提出以動態(tài)需求邊界優(yōu)化混合關鍵級作業(yè)調度的算法針對混合關鍵級作業(yè)調度中,系統(tǒng)關鍵級向下切換機制不靈活導致的低關鍵級作業(yè)被大量丟棄和... 

【文章來源】：湖南大學湖南省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數】：117 頁

【學位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 研究背景與意義
        1.1.1 實時系統(tǒng)的關鍵級問題
        1.1.2 混合關鍵級系統(tǒng)的提出與發(fā)展
        1.1.3 混合關鍵級系統(tǒng)的應用與研究現狀
    1.2 混合關鍵級系統(tǒng)的調度問題
        1.2.1 混合關鍵級調度的目標
        1.2.2 混合關鍵級模型
        1.2.3 混合關鍵級調度
        1.2.4 混合關鍵級的積極調度
    1.3 本文主要工作
    1.4 本文組織結構
第2章 相關研究
    2.1 實時系統(tǒng)相關理論
        2.1.1 實時作業(yè)和任務模型
        2.1.2 EDF算法
        2.1.3 需求邊界函數
    2.2 混合關鍵級系統(tǒng)相關理論研究
        2.2.1 模型
        2.2.2 混合關鍵級調度的基本概念
    2.3 單處理器上的混合關鍵級調度
        2.3.1 作業(yè)調度
        2.3.2 任務調度
    2.4 多處理器上的混合關鍵級調度
        2.4.1 調度類型
        2.4.2 調度策略
    2.5 混合關鍵級系統(tǒng)的優(yōu)化調度
    2.6 本章小結
第3章 以動態(tài)需求邊界優(yōu)化混合關鍵級作業(yè)調度
    3.1 動機與目標
    3.2 系統(tǒng)模型
    3.3 混合關鍵級作業(yè)的動態(tài)需求邊界
        3.3.1 動態(tài)需求邊界的定義
        3.3.2 動態(tài)需求邊界的構成
        3.3.3 動態(tài)需求邊界示例
        3.3.4 關鍵級松弛時間與可調度性
    3.4 基于動態(tài)需求的關鍵級切換算法
        3.4.1 算法描述
        3.4.2 算法示例
        3.4.3 算法復雜度分析
        3.4.4 算法的正確性分析
    3.5 算法仿真與分析
        3.5.1 作業(yè)集的生成
        3.5.2 實驗對比
    3.6 本章小結
第4章 以利用率優(yōu)化混合關鍵級任務調度
    4.1 系統(tǒng)模型
    4.2 正確性條件
    4.3 基于利用率的混合運行時算法
        4.3.1 適應于EDF-WCR的情況
        4.3.2 適應于EDF-ED的情況
        4.3.3 適應于EDF-BE的情況
        4.3.4 EDF-BE示例
        4.3.5 MSBU算法
    4.4 任務的半劃分調度
        4.4.1 SPBU算法概述
        4.4.2 高關鍵級任務的分配
        4.4.3 低關鍵級任務的分配
        4.4.4 低關鍵級任務的遷移
        4.4.5 算法復雜度分析
    4.5 算法仿真與分析
        4.5.1 任務集的產生
        4.5.2 SPBU算法的仿真與分析
        4.5.3 MSBU算法的仿真與分析
        4.5.4 綜合算法的仿真與分析
    4.6 本章小結
第5章 以概率優(yōu)化混合關鍵級任務調度與劃分
    5.1 系統(tǒng)模型
    5.2 優(yōu)化的EDF-VD算法
        5.2.1 高關鍵級的逐一切換
        5.2.2 可調度性分析
    5.3 任務執(zhí)行的期望
        5.3.1 低關鍵級的最大繁忙區(qū)間
        5.3.2 低關鍵級下高關鍵級作業(yè)的最大響應時刻
        5.3.3 低關鍵級下的執(zhí)行時間期望
        5.3.4 高關鍵級下任務的執(zhí)行時間期望
        5.3.5 高關鍵級下系統(tǒng)的執(zhí)行時間期望
        5.3.6 任務執(zhí)行的總期望
    5.4 基于期望的任務劃分算法
        5.4.1 影響低關鍵級任務執(zhí)行的關鍵參數
        5.4.2 任務劃分算法
    5.5 仿真與分析
        5.5.1 任務集的產生
        5.5.2 O-EDF-VD算法仿真及分析
        5.5.3 期望的驗證與分析
        5.5.4 PPDC算法的仿真及分析
    5.6 本章小結
結論
參考文獻
附錄A 攻讀學位期間發(fā)表的論文和專利
附錄B 發(fā)表論文和參加科研情況說明
致謝


【參考文獻】：
期刊論文
[1]事件觸發(fā)關鍵級提升的實時任務可調度性分析[J]. 黃麗達,李仁發(fā).  計算機研究與發(fā)展. 2017(01)
[2]截止時限為關鍵參數的混合關鍵級實時任務調度研究[J]. 黃麗達,李仁發(fā).  計算機研究與發(fā)展. 2016(07)
[3]Efficient schedulability analysis for mixed-criticality systems under deadline-based scheduling[J]. Chen Yao,Li Qiao,Li Zheng,Xiong Huagang.  Chinese Journal of Aeronautics. 2014(04)
[4]混合關鍵級多任務調度中低關鍵級任務的積極處理[J]. 黃麗達,李龍,李仁發(fā),謝勇.  計算機工程與科學. 2014(01)

博士論文
[1]面向多核系統(tǒng)的實時調度算法研究[D]. 關楠.東北大學 2012



本文編號：3459968