开放式数控系统任务调度模型

根据开放式数控系统中硬实时、软实时和非实时任务混合存在的情况,结合数控系统的特点,对数控系统任务进行了功能划分。在分析了RTAI调度框架的基础上,结合适合数控系统的调度策略,提出了一种基于RTAI的混合任务调度模型。该模型解决了数控系统中混合任务调度的问题,降低了任务模块间的耦合性,能够覆盖所有的调度对象,更适合开放式数控系统的设计要求。     

RTAI混合任务调度器的设计与实现

针对RTAI系统只能调度单一类型任务的问题,提出一种可调度多类型任务的混合任务调度器。该调度器支持CBS调度策略,并采用LXRT机制关联软实时任务和CBS服务器,根据服务器调度策略对软实时任务进行调度。实验结果表明,该混合任务调度器在保证硬实时任务正常运行的同时提高了软实时任务的服务水平。     

面向多核处理器的共享Cache冲突预测模型

多核处理器的出现给实时系统的设计带来了新挑战,如并发任务通过共享Cache相互干扰的现象严重降低了实时系统的实时性,已有的Cache冲突评价模型没有针对多核处理器体系结构,多角度评价共享Cache对多个并发任务的影响.本文基于广泛应用的LRU Cache替换策略,根据任务的Cache静态复用距离,提出一种可以预测并发任务的Cache占用率、失效率和任务间冲突概率的Cache冲突预测模型.分析了在多核背景下共享Cache结构对实时性的影响.实验结果表明本模型不但功能比现有模型全面且精度更高.     

一种嵌入式总线运动控制器的实时系统设计

针对基于PC的数控系统及采用传统模拟接口存在的不足,提出了一种基于ARM处理器和FPGA的总线式运动控制器设计方法,并采用了Linux+Xenomai架构的实时化构建方案。重点阐述了基于GPMC接口和FPGA的现场总线控制板的实现,及实时操作系统下内核驱动模块的编写。最后,针对中断响应延迟和中断周期抖动开展了实验。结果表明,该方法完全可满足嵌入式数控系统及现场总线通信的性能需求。     

面向硬实时系统的容错调度算法研究

目前基于软件容错模型的调度算法大部分都是针对如何提高主版本可执行性的预测精度,很少考虑如何提高主版本的完成率.基于这一问题,本文提出一种基于软件容错模型的实时调度算法(kernel),该算法有选择地重新执行某些失败的主版本并允许其运行在更高的优先级别上,尽最大努力地提高了主版本的完成率,改善了输出结果的计算精度.仿真实验表明,与同类算法相比,kernel算法在提高系统容错能力方面更为有效.     

硬实时系统中基于软件容错模型的容错调度算法

在硬实时系统中,由于任务超时完成将会导致灾难性后果,因此硬实时系统必须具有实时性和可靠性保障.软件容错模型是提高硬实时系统容错能力的一种有效方法.针对硬实时系统中容错优先级两种分配策略存在的不足,基于软件容错模型提出了一种容错优先级可提升的双重优先级分配策略.该方法通过为替代版本分配双重优先级,不仅能够提高硬实时系统的容错能力,同时还能够显著减少任务间的抢占次数.为了获得双重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,首先提出了一种最大的双重优先级配置搜索算法(MDPCSA).然后结合MDPCSA算法,提出了一种最优的双重优先级配置搜索算法（ODPCSA）.仿真实验表明,与两种分配策略相比,在提高系统容错能力和降低抢占开销方面更为有效.     

图拉丁赛扬降电压超频试验

图拉丁赛扬由于采用了先进的0.13微米制程工艺和1.475伏（1G-1.2G）～1.50伏（1.2G-1.3G）的较低电压，外加256K大容量的同步L2Cache，以其优异的性能和相对低廉的价格，极低的发热量、良好的兼容性取代了AMD的毒龙成为低端CPU中的王者。然而，Intel为了不使性能优异的图拉丁赛扬对其力推的同门兄弟奔腾4形成威胁，仍将图拉丁赛扬的外频限制在早已落后的100MHz，较低的外频成了这一款CPU性能的瓶颈。但是，较低的外频对我等“老鸟”来说却也不一定是个坏事，反而提供了“超频”的机遇。前不久，我通过转接卡（SLOT1转SOCKET370…     

水中化学需氧量检测方法研究进展

化学需氧量是检验水质污染程度的一项非常重要指标,因此对其检测方法研究一直是人们关注的重点.本文重点介绍了一些新型检测方法,例如:微波消解-分光光度法、高温消解炉-分光光度法、流动注射法、无汞分光光度法等.这些方法都是对传统方法的优化创新,并且都具有污染小、易操作、时间短、能耗低的特点,本文还展望了今后化学需氧量检测的发...     

面向数控系统的数据流反馈调度框架

提出一个数据流反馈调度框架(Feedback scheduling framework for data flow,FSF-DF),该调度框架可以预防因数据流中断而导致全软件数控系统加工时间延长与加工质量降低的现象.FSF-DF在数据流上的缓存中设置溢出警戒线,并实时地监测缓存中的数据量是否超出溢出警戒线,以此判断数据流是否有发生数据中断的危险.在数据流将要中断时,调整相关任务的执行频率和优先级,以维持数控系统的稳定性.利用马尔可夫链等统计方法降低执行频率的调整次数,使得FSF-DF具有较低的系统开销.通过建立包括监视器、控制器与基本调度器在内的动态反馈调度框架,使得任务执行频率与优先级的调整规则能够有效地集成在实时操作系统中.在实时操作系统RTAI中实现了FSF-DF,并验证它的有效性.试验结果表明,数据流反馈调度框架可以有效地预防数控系统中的数据流中断现象,能够提高数控系统的整体性能与加工速度.     

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.