主从交换式以太网中跨多Switch传输消息实时调度研究

针对FTT-SE协议在单Master多交换机的网络扩展结构中存在的消息跨多Switch传输调度问题,给出了消息在每个基本调度周期内到达各交换机输出端口时间的计算方法,提出了单EC内的消息可调度性判定算法,并对算法的可行性进行了证明。在此基础上,设计了基于EDF的消息实时调度算法和准入控制算法。通过确定消息在每个基本调度周期内到达各交换机输出端口时间,所提出的调度算法能针对COTS交换机输出端口的FCFS消息传输机制,实现对单EC内消息传输的精确控制和调度。相对已有的调度算法,仿真实验表明,所提出的算法能更有效地利用网络带宽,提高了主从交换式以太网通信的实时性。     

EDF调度算法在COTS交换式工业以太网上的实现

将交换式以太网引入工业实时通信领域正受到越来越多的关注,但是,基于成熟商用组件技术（COTS）的交换式以太网在实时性方面的缺陷限制了其在工业实时通信领域中应用。基于FTT模型（Flexible Time—Triggered communication paradigm）,在无须对现有交换以太网做任何硬件改动的前提下,实现了交换式以太网上周期性实时消息与其它消息在时间上严格隔离,并针对周期性实时消息传输提出了一种基于EDF的实时性调度算法,仿真实验表明该算法具有明显的优点。     

主从结构交换式以太网中实时消息调度研究

为使交换式以太网能满足实时通信的要求,针对FTT SE网络调度模型,提出了一种同时适用于周期性和非周期性实时消息的链路可调度性判定方法。在证明了消息链路调度优化问题MLSOP为NP complete的同时,针对周期性实时消息的链路调度优化给出了启发式算法LSHA。最后,对于周期性和非周期性实时消息分别设计了基于EDF的调度算法。仿真实验表明,在提高网络链路带宽利用率和减小消息平均延时方面,该算法均较FTT SE有明显的优势。     

交换以太网中实时消息截止期划分算法研究

为解决交换式以太网中实时消息在发送及接收链路上的截止期划分问题,首先给出了非抢占式EDF调度算法的可调度性分析方法,并分析了消息的提前释放对非抢占式EDF调度算法可调度性的影响,在此基础上提出了新的截止期划分算法(MDPS)。算法通过计算可满足调度条件时消息在发送链路及接收链路截止期应该划分的下限,并结合截止期的松驰量实现实时消息在发送及接收链路上的截止期划分。算法实验比较和分析表明,该算法在提高网络聚合带宽、减小消息的错失率方面明显优于现有的ADPS算法。     

一种基于EDF算法的多处理器实时调度算法

多处理器系统实时调度理论是目前实时系统研究的热点问题。EDF调度算法是目前流行的实时调度算法,有很多优点,但在多处理器系统应用中存在问题。论文研究了EDF调度算法在多处理器系统中的调度理论,在此基础上,提出了一种基于EDF算法的优先级驱动实时调度算法,算法充分利用了EDF调度算法的优点,较大程度地克服了EDF算法在多处理器系统中的调度缺点,并提供了较好的实时调度性能。     

基于模糊理论的多媒体实时调度算法研究

多媒体系统中的任务调度采用的是实时调度算法。传统的实时调度总是假设任务的属性是精确确定的并能够提供令人满意的结果，但实际任务的属性总是存在一个模糊的范围。文中在传统实时EDF算法的基础上，提出了基于模糊理论的可抢占式的实时调度算法(FEDF算法)。此算法的主要设计目标是在实时任务属性模糊条件下尽可能地减少任务丢失率，提高保证比率，实验结果表明该算法达到了预定的目标。     

端到端时间约束的实时任务动态调度算法

在单处理机系统中,由于计算高优先级任务抢占的时间相对比较简单,所以单处理机调度理论取得了长足的进步.提出一个端到端时间约束的实时任务调度算法,当实时任务到达系统时,算法为任务的每个子任务在相应的处理机上预约一定的计算资源,把端到端的多处理机调度问题转换成单处理机调度问题,从而可以利用单处理机调度理论判定实时任务的可调度性.实验表明,该算法明显地提高了CPU利用率和任务接收率.     

基于简单反馈的混合静态/动态节能弱硬实时调度算法

随着能耗问题目益显著,节能实时调度成为实时调度领域研究的热点.由于混合静态/动态节能弱硬实时调度算法基于最坏情况执行时间计算任务的执行速度,因此限制了节能效果,文中针对这一问题,提出一种新算法,通过引入简单反馈机制,估计任务的实际执行时间,通过任务划分,降低任务的整体执行速度,延长执行时间,进而达到高效节能的目的.实验表明,当平均情况执行时间低于最坏情况执行时间较多时,新算法优于原始算法,最多可节能60%～70%,最少可节能约10%.算法的不足之处在于当平均情况执行时间接近最坏情况执行时间时,新算法比原算法更耗能.     

快速实时工业以太网的研究

实时工业以太网技术不能满足高性能运动控制领域对高同步精度和强实时性的应用需求。为解决该问题,利用快速实时工业以太网(EPA-FRT)中的快速通信调度和精确同步技术提高网络系统的实时性和同步精度,给出EPA-FRT的6层通信模型及2层网络结构。性能测试结果表明,EPA-FRT系统的通信周期在1 ms内,同步偏差在1 μs内,能够满足高性能运动控制领域对网络通信的需求。     

网络化运动控制系统的经典调度算法应用研究

网络化运动控制系统作为一类特殊的实时系统,其系统的性能与资源（处理器、网络）的调度密切相关,将实时调度理论应用于网络化运动控制系统非常必要。在对用于单处理器的经典实时调度算法（RM和EDF）以及网络调度的研究现状进行综述的基础上,对网络调度和任务调度的异同点及网络调度的实现方法和应用技术进行了研究。最后,对RM和EDF两类调度算法在网络化运动控制系统中的应用及调度优化问题进行了仿真研究。     

A non-preemptive scheduling algorithm for soft real-time systems

Real-time systems are often designed using preemptive scheduling and worst-case execution time estimates to guarantee the execution of high priority tasks. There is, however, an interest in exploring non-preemptive scheduling models for real-time systems, particularly for soft real-time multimedia applications. In this paper, we propose a new algorithm that uses multiple scheduling strategies for efficient non-preemptive scheduling of tasks. Our goal is to improve the success ratio of the well-known Earliest Deadline First (EDF) approach when the load on the system is very high and to improve the overall performance in both underloaded and overloaded conditions. Our approach, known as group-EDF (gEDF) is based on dynamic grouping of tasks with deadlines that are very close to each other, and using Shortest Job First (SJF) technique to schedule tasks within the group. We will present results comparing gEDF with other real-time algorithms including, EDF, Best-effort, and Guarantee, by using randomly generated tasks with varying execution times, release times, deadlines and tolerance to missing deadlines, under varying workloads. We believe that grouping tasks dynamically with similar deadlines and utilizing a secondary criteria, such as minimizing the total execution time (or other metrics such as power or resource availability) for scheduling tasks within a group, can lead to new and more efficient real-time scheduling algorithms.     

一种网络延迟精确控制的调度算法

在网络数据传输调度中，基于最早时限优先（EDF）的算法具有单点最优的延迟界限控制能力。现有的各种EDF改进算法，主要着眼于提供延迟上界的保证能力，而当采用机顶盒之类的缓冲能力较弱的设备作为客户终端时，还需要网络提供精确的延迟下界控制能力。在原有EDF改进算法的基础上提出了精确延迟界控制的最早时限优先算法。该算法不但能同时保证延迟上界和下界，还使得节点可以独立地决定为数据流分配的缓冲区大小，并增加了节点允许抖动量的取值范围，从而提高了节点数据的转发效率。     

交换式以太网控制系统传感器变采样调度研究

针对基于交换式以太网的网络化控制系统的数据传输和控制性能优化问题,提出了传感器根据给定值与实测值差额的绝对值对照静态调度表变采样周期的调度优化方法.使用TrueTime 2.0工具箱搭建了交换式以太网控制系统仿真平台进行仿真研究,并与定采样周期方法进行了对比,仿真结果验证了其可行性.此方法在实际的工程应用中具有一定的参考价值.     

基于网络演算计算交换式工业以太网中的最大时延

为保证周期性实时数据在交换式工业以太网中的服务质量,在交换机中引入非抢占式的优先级调度方法,并在源节点对进入网络的非周期数据流进行漏桶管制;基于网络演算理论推导了交换机对不同类型数据的服务曲线;针对一个树型拓扑的交换式工业以太网模型,利用所推导出的结论计算了实时数据的最大网络时延.     

基于最早截止期优先算法的过渡过程研究

在以最早截止期优先算法调度的实时系统中,如果出现新任务插入和/或现行任务加速要求,而系统所剩带宽又不足时,必须进行带宽转让,系统运行模式将被迫发生改变。针对该问题,研究新任务插入和/或现行任务加速的动态过程,分析带宽转让对系统可调度性的影响。应用处理器需求准则,证明截止期丢失只可能出现在某一时间点之前。通过该结论可以合理定义过渡过程的长度,从而展示一个清晰的三阶段模型。最后给出相关仿真实例。     

DBC性价比资源调度算法

传统的DBC（Deadline and Budget Constrained）调度算法,比如时间最优调度算法、代价最优调度算法都是在时间（deadline）和代价（budget）的约束下,满足时间或代价单方面的QoS需求的极端情况。针对这一不足,提出了一种基于DBC的性价比资源调度算法,综合考虑了时间和代价的QoS需求,目的在于提高任务的完成量以及任务完成的性价比,并通过推理论证和仿真实验验证了该算法的有效性和优越性。