一种有限优先级的静态优先级分配算法

静态优先级调度在实时系统中得到了广泛应用.然而,静态优先级调度受到系统支持的优先级个数的限制.当任务的个数大于优先级个数时,需要将多个任务映射到同一个优先级.针对优先级个数有限的情况,给出了在截止期限大于周期时任务可调度的充分必要条件,并提出了基于有限优先级的静态优先级分配算法(AGP).AGP算法对于基本任务集合是最优的静态优先级分配算法.其最优性表现在,所需的优先级个数最小,并且若采用AGP算法不可调度某个任务集,则采用其他静态优先级分配算法也不可调度该任务集.模拟结果表明,AGP算法的可调度性要远远大于常量法.AGP算法对于解决在嵌入式实时系统中任务的优先级分配问题具有重要意义.     

一种静态优先级保序饱和分配算法

在通信、雷达、导航以及各种消费类电子产品等领域,嵌入式实时调度已逐渐成为电子电气系统的控制核心,成本与性价比都是设计者需要考虑的重要内容.实际应用中,系统能够支持的优先级教目是有限的,当任务数目多于系统优先级数目时,RM,DM等优先级非受限最优算法尽管已经不再适用,但是仍然可以作为任务的自然优先级来辅助系统设计.利用自然优先级先验知识,提出一种保序饱和分配算法,用于任意截止期模型的最优保序分配.进一步的研究表明,当所有任务周期不小于其相对截止时间时,DM保序饱和分配是最少优先级分配.本算法复杂度低,可调度的判定总次数等于任务总数,远低于AGP和LNPA.     

一种实时操作系统的进程优先级检索算法研究

进程调度是影响操作系统实时性的一个重要的因素,而很多主流操作系统(如:Linux)都是采用基于优先权的进程调度算法,该调度算法就是遍历就绪队列中的所有进程,找出优先级最高的进程,并交给处理器执行。通常情况下,该算法的时间复杂度为O(n),而这样的时间复杂度不能很好地满足实时系统的要求。该文将对一种新的进程优先级检索方法进行研究分析,并给出该方法时间复杂度的分析过程。     

多处理器固定优先级算法的可调度性分析

针对多处理器实时调度中的固定优先级(FP)调度算法,提出了一种改进的可调度性判定方法。引入Baruah的最早截止期优先(EDF)窗口分析框架,将高优先级任务带入作业的最大数量限定为m-1(m为处理器个数),进而对任务的干涉上界进行重新界定,并由此得到一个更加紧密的可调度性判定充分条件。仿真实验结果表明,该方法增加了通过判定任务集的数量,体现出更优的可调度判定性能。     

容错优先级混合式分配搜索算法

在实时系统中,由于任务未能及时产生正确结果将导致灾难性后果,容错对于实时系统的有效性及可靠性至关重要.基于最坏响应时间计算的可调度性分析,提出了一种容错优先级混合式分配搜索算法.这种算法通过允许替代任务既能运行在高优先级别上,又可运行在低优先级别上,有效地提高了系统的容错能力.通过实验测试,与目前所知的同类算法相比,在提高系统容错能力方面更为有效.     

一种混合优先级的防危调度算法

为增强实时系统任务过载时的防危性,提出一种混合优先级的防危调度算法,其优先级由相对截止期优先级和相对松弛度优先级组成,通过相对松弛度预测任务的可完成性,并采用完全抢占方式防止处理器资源的竞争抖动。仿真结果表明,该算法可充分利用处理器资源,能在发生瞬时过载时有效降低任务的截止期错失率。     

一种固定优先级实时调度算法的可行性测定

实时调度算法是实时系统的关键技术,验证实时调度算法的可行性是保证实时系统性能的必要手段.不同实时调度算法可行性测定方法不同.在简单实时模型上,针对固定优先级实时调度算法给出通过任务最坏响应时间来测定调度算法可行性的方法,分析了影响任务最坏响应时间的各种因素,修正了响应时间方程,将该方法运用在复杂实时模型中.     

一种任务优先级的综合设计方法

提出了一种基于优先级表设计的调度算法.将任务的相对截止期和空闲时间这两个特征参数结合起来,综合设计任务的优先级表,使得截止期越早或空闲时间越短,任务的优先级越高,而且任务的优先级由相对截止期和空闲时间惟一确定.对于任意一个任务,可通过对设计的优先级表进行二元多点插值获得相应任务的惟一优先级.与传统的EDF和LSF算法进行仿真比较,仿真结果表明,通过优先级表设计方法来确定任务的优先级,提高了任务调度的成功率,降低了任务截止期的错失率.该方法可应用于实时系统中实时任务的动态调度中.     

一种固定优先级实时调度算法的可行性测定

实时调度算法是实时系统的关键技术,验证实时调度算法的可行性是保证实时系统性能的必要手段。不同实时调度算法可行性测定方法不同。在简单实时模型上,针对固定优先级实时调度算法给出通过任务最坏响应时间来测定调度算法可行性的方法,分析了影响任务最坏响应时间的各种因素,修正了响应时间方程,将该方法运用在复杂实时模型中。     

基于RTAI的优先级继承机制剖析

优先级逆转是实时系统中由于任务间需要共享资源以及同步而引起的高优先级任务被低优先级任务阻塞的现象。解决优先级逆转可采用优先级继承机制。通过对RTAI调度机制的深入分析,加深了对此问题的研究,有助于实时系统设计人员避免此问题发生。     

面向抖动优化的任务静态优先级指派算法

对任务相对截止时限进行优化设置是一种减少输出抖动的有效方法,但现有方法均是针对最早时限优先调度算法,不能适用于任务集采用静态优先级调度算法的场合.为此,提出通过优化优先级指派实现任务集的整体抖动最小化,并给出一种启发式的优先级指派算法.根据单调速率调度算法确定任务的初始优先级,以最小化局部抖动方式依次对任务的优先级进行再调整,从而得到近似最优的优先级指派.仿真实验结果表明,该算法能有效减少任务集的整体输出抖动.     

优先级有限时的单处理器静态优先级调度

静态优先级调度在实际应用中经常受到系统支持的优先级个数的影响,当任务个数多于系统优先级个数时,需要将几个任务优先级映射成一个系统优先级.这可能引起优先级映射问题,使映射前可调度的系统(任务集合)在映射后变得不可调度.解决这一问题需要减少时间复杂度的映射算法和判定映射后任务可调度性的充分必要条件主要存在3种映射算法:(1)按照任务优先级递减顺序进行映射的DPA(decreasing priority assignment)算法;(2)按照优先级递增顺序进行映射的IPA(Increasing priority assignment)算法;(3)阈值段间映射法(thresh01d segment mapping,简称TSM).描述了3种算法的实现和判定条件,论述并证明了算法特性,分析并通过仿真实验比较了算法的性能,最后总结了3种算法各自的适用场合.比较结果和结论对实时嵌入式系统的设计和实现具有一定的参考价值.     

容错优先级可提升的抢占阈值容错调度算法

基于软件容错模型,提出了允许容错优先级提升的抢占阈值容错调度算法(extended fault-tolerantfixed-priority with preemption threshold,简称FT-FPPT*).该算法能够在抢占式容错调度算法(fault-tolerantfixed-priority preemptive,简称FT-FPP)和抢占阈值容错调度算法(fault-tolerant fixed-priority with preemptionthreshold,简称FT-FPPT)无法提高系统容错能力的情况下,进一步提高系统的容错能力.为了获得系统中任务优先级分配的最佳策略,基于任务最坏响应时间的可调度性分析,提出了一种最优的优先级配置搜索算法(priorityassignment search algorithm,简称PASA).经过深入分析和实验证明,与FT-FPPT算法相比,FT-FPPT*算法能够有效地提高硬实时系统的容错能力.     

小卫星地面自动测试系统中实时数据库事务优先级分配算法

小卫星自动化测试是提高测试效率、缩短研制周期、降低研制成本和保证可靠性的重要手段. 针对测试数据量大、类型复杂和实时性要求高等特点, 设计了小卫星自动测试系统实时数据库方案. 建立测试数据相关的实时数据库事务调度模型, 并在该模型基础上设计了异常数据优先的事务优先级分配算法(Abnormal datafirst, ADF). 最后应用数学仿真验证了ADF分配算法的执行效率、正确性和有效性. 本文建立的事务调度模型和优先级分配算法兼顾测试数据自身特点和实时性要求, 尤其注重异常数据的处理, 从而提高了测试的全面性和准确性.     

Scheduling and Priority Mapping for Static Real-Time Middleware

This paperpresents a middleware real-time scheduling technique for static,distributed, real-time applications. The technique uses globaldeadline monotonic priority assignment to clients and the DistributedPriority Ceiling protocol to provide concurrency control andpriorities for server execution. The paper presents a new algorithmfor mapping the potentially large number of unique global prioritiesrequired by this scheduling technique to the restricted set ofpriorities provided by commercial real-time operating systems.This algorithm is called Lowest Overlap First Priority Mapping;we prove that it is optimal among direct priority mapping algorithms.This paper also presents the implementation of these real-timemiddleware scheduling techniques in a Scheduling Service thatmeets the interface proposed for such a service in the Real-TimeCORBA 1.0 standard. Our prototype Scheduling Service is integratedwith the commercial PERTS tool that provides schedulability analysisand automated generation of global and local priorities for clientsand servers.     

基于优先级表的实时调度算法及其实现

讨论了综合考虑任务的截止期和价值两个特征参数的优先级表设计方法,提出了EDV(earliest deadline value)与VED(value earliest deadline)两种不同的基于优先级表的实时任务调度算法,并且利用多重链表给出了这两种算法的实现,包括任务接收策略与任务完成/夭折策略的算法实现.这种优先级表设计方法及其基于多重链表的实现方法也适用于对任务的其他两种甚至3种不同特征参数之间的综合.基于累积实现价值率、加权截止期保证率与差分截止期保证率3个方面,分析了VED算法与EDV算法的性能,实验结果表明,在所有负载条件下VED算法与EDV算法相对于EDF(earliest deadline first)算法与HVF(highest value first)算法都有很大的性能改进.     

嵌入式系统设计中的部件优先级分配算法

面向数据实时处理领域嵌入式系统的设计经常采用DFG图作为系统模型，为了获取足够的时间性能，这类系统通常含有大量并发运行的软硬件部件，因此会出现由结构和数据相关所引起的共享资源争用现象，而解决这种争用的方法可以是给部件设置优先级．针对这一问题，提出一种优先级分配算法，它能在某一个执行时间约束前提下，最大可能为并发运行的各部件找到一种优先级分配方法．此外，通过这一算法还能获得了一种快速判定机制，确定一组并发运行部件在存在资源争用情况下是否能够满足某一给定的时间约束，因此它可同时应用于嵌入式系统软硬件协同设计中的系统设计和实现设计阶段．