隨著超大規(guī)模集成電路設(shè)計與半導(dǎo)體技術(shù)的發(fā)展,越來越多的嵌入式實時系統(tǒng)開始使用異構(gòu)多核處理器。然而,大多數(shù)嵌入式實時系統(tǒng)是電池供電的移動設(shè)備。在現(xiàn)今電池儲能技術(shù)研究未取得突破性進(jìn)展的情況下,研究一種能降低系統(tǒng)能耗且不會造成系統(tǒng)實時性損失的節(jié)能任務(wù)調(diào)度算法有著重要的價值。本文針對異構(gòu)多核計算系統(tǒng)上的節(jié)能任務(wù)調(diào)度問題,提出了兩種節(jié)能任務(wù)調(diào)度算法,分別用于調(diào)度幀任務(wù)與周期任務(wù)。另外設(shè)計了一種將算法應(yīng)用于實際系統(tǒng)的節(jié)能調(diào)度方案。本文的主要工作如下:1.提出了一種基于凸優(yōu)化理論的兩級優(yōu)化幀任務(wù)調(diào)度算法。針對同類算法運行時間長,同時可能導(dǎo)致任務(wù)運行時間超出截止期限的問題,該算法設(shè)置了兩級優(yōu)化。仿真結(jié)果表明,該算法求得的任務(wù)分配可行性高于現(xiàn)有算法。在調(diào)度中等負(fù)載任務(wù)時,該算法能耗比現(xiàn)有啟發(fā)式算法低21%～40%,僅比理論最優(yōu)能耗高2.6%;算法運行時間與節(jié)能效果接近的同類算法相比減少了58%。2.在幀任務(wù)調(diào)度算法的基礎(chǔ)上,提出了基于凸優(yōu)化理論的多階段周期任務(wù)調(diào)度算法。該算法在第一階段中引入啟發(fā)式算法,預(yù)先分配部分任務(wù)以減少后續(xù)問題的規(guī)模。另外加入了判斷機(jī)制,避免了啟發(fā)式算法對系統(tǒng)實時性的負(fù)面影響。仿真... 

【文章來源】：重慶郵電大學(xué)重慶市

【文章頁數(shù)】：97 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

一種典型的幀任務(wù)周期任務(wù)：周期任務(wù)由一系列子任務(wù)組成，其中每個子任務(wù)的起始時刻滿足一

重慶郵電大學(xué)碩士學(xué)位論文第2章基于任務(wù)分配的節(jié)能任務(wù)調(diào)度算法16任務(wù)i的執(zhí)行需求由其最壞情況執(zhí)行時間(WorstCaseExecutionTime,WCET)iWCET定義，通常指處理器運行在最高頻率時任務(wù)的執(zhí)行時間。另外定義任意任務(wù)i的最壞情況執(zhí)行指令周期(WorstCaseExecutionCycles,WCEC)為iC，WCEC與WCET的關(guān)系為max/iiWCET=Cf。任務(wù)i在處理器核上的占用率iu滿足表達(dá)式/iiu=WCETD。圖2.4一種典型的幀任務(wù)周期任務(wù)：周期任務(wù)由一系列子任務(wù)組成，其中每個子任務(wù)的起始時刻滿足一個固定周期。周期任務(wù)集12,,,n中的任務(wù)i可以用一個四元組表示(,,,)iiiiACDT，其中iA是任務(wù)的到達(dá)時刻，iC代表該周期任務(wù)中每個子任務(wù)的WCEC，iD代表其相對截止期限，iT表示其周期。周期任務(wù)中所有子任務(wù)的WCEC都相同，任務(wù)i中第j個子任務(wù)用i,j表示。如果iiD=T，則稱該周期任務(wù)隱含截止期限；如果iiDT則稱該任務(wù)受截止期限約束。通常情況下，所有任務(wù)周期的最小公倍數(shù)定義為超周期(hyper-period)。在超周期內(nèi)，任務(wù)i的執(zhí)行次數(shù)可以由/iHT計算得到。圖2.5所示的是一種典型的周期任務(wù)i，其周期為iT。圖2.5一種典型的周期任務(wù)需要注意的是，本文中的任務(wù)模型還基于以下幾個重要假設(shè)：任務(wù)的獨立性：假設(shè)所有任務(wù)是彼此完全獨立的，它們之間不共享系統(tǒng)資源，也沒有數(shù)據(jù)上的依賴關(guān)系。任務(wù)不允許并行執(zhí)行，即每個任務(wù)最多只能在一個處理器上執(zhí)行。分區(qū)執(zhí)行：任務(wù)只會在指定的處理器核上執(zhí)行，不會發(fā)生任務(wù)遷移(taskmigration)。非分區(qū)執(zhí)行方式允許任務(wù)在一個處理器核上執(zhí)行一部分，在另一個核上

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
[1]基于DVFS技術(shù)的多核處理器性能和功耗預(yù)測模型研究[D]. 蘇博.國防科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2015



本文編號：3556503