基于響應(yīng)時間分析的混合臨界系統(tǒng)實時調(diào)度算法研究.pdf

1、隨著安全性關(guān)鍵(Safty-Critical)實時嵌入式系統(tǒng)的迅速普及和應(yīng)用，產(chǎn)品成本的要求日益嚴(yán)苛，在同一硬件平臺上開始集成越來越多關(guān)鍵性不同的的功能和組件，系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)趨于復(fù)雜。這種集成化的發(fā)展，同時還帶來功耗高、空間占用大，和不便于維護(hù)等問題，使得諸如航空航天器、核反應(yīng)堆控制系統(tǒng)及金融在線貿(mào)易系統(tǒng)等混合臨界系統(tǒng)的設(shè)計和開發(fā)面臨巨大的挑戰(zhàn)，其中尤以任務(wù)調(diào)度最為突出。在調(diào)度混合臨界系統(tǒng)中任務(wù)的時候不僅要保證安全性關(guān)鍵級任務(wù)能夠通過非常嚴(yán)

2、格的認(rèn)證，還要考慮因認(rèn)證過程中悲觀處理而可能出現(xiàn)的系統(tǒng)資源浪費問題。
　　當(dāng)前關(guān)于混合臨界系統(tǒng)的研究大多是基于雙重關(guān)鍵級狀態(tài)，沒有考慮任務(wù)的關(guān)鍵級超過三個的情況。當(dāng)高關(guān)鍵級任務(wù)的執(zhí)行時間需求增加時，系統(tǒng)拋棄相對低關(guān)鍵級任務(wù)以確保高關(guān)鍵級任務(wù)的執(zhí)行，這種處理方法太過于消極，實用性較差。針對這些問題，本文從多個方面深入研究，主要的工作內(nèi)容如下:
　　首先，由于現(xiàn)有的實時系統(tǒng)關(guān)鍵級狀態(tài)往往不止兩個，而當(dāng)前基于響應(yīng)時間分析的混合臨界

3、系統(tǒng)任務(wù)調(diào)度模型是雙重關(guān)鍵級狀態(tài)，關(guān)于多重關(guān)鍵級混合臨界系統(tǒng)任務(wù)調(diào)度的響應(yīng)時間分析并沒有一個很準(zhǔn)確的分析方法。本文詳細(xì)分析了現(xiàn)有的響應(yīng)時間分析算法AMC，在此基礎(chǔ)上系統(tǒng)增加一個關(guān)鍵級，分析中間關(guān)鍵級狀態(tài)任務(wù)的響應(yīng)時間，由此得到多關(guān)鍵級狀態(tài)下處于最高和最低關(guān)鍵級之間所有關(guān)鍵級任務(wù)的響應(yīng)時間分析，從而將研究范圍擴(kuò)展到多關(guān)鍵級狀態(tài)，提出了基于響應(yīng)時間分析的多關(guān)鍵級調(diào)度算法，很好地解決了這個問題。
　　其次，在傳統(tǒng)混合臨界系統(tǒng)中，當(dāng)系統(tǒng)關(guān)

4、鍵級由于某種機(jī)制觸發(fā)導(dǎo)致系統(tǒng)關(guān)鍵級模式提高后，系統(tǒng)中低于系統(tǒng)關(guān)鍵級的任務(wù)會被無限期掛起，不予執(zhí)行，直到系統(tǒng)關(guān)鍵級初始為低關(guān)鍵級狀態(tài)。這樣消極的處理方式無法保證一些關(guān)鍵級較低但對系統(tǒng)很重要的任務(wù)的執(zhí)行，即無法保證低關(guān)鍵級任務(wù)的服務(wù)質(zhì)量。針對這一問題本文借鑒弱硬實時的概念，提出了具有弱硬實時約束的多重關(guān)鍵級混合臨界調(diào)度算法。在系統(tǒng)關(guān)鍵級模式提高以后，規(guī)定丟失的低關(guān)鍵級任務(wù)不能超過一定的比例，從而達(dá)到積極處理低關(guān)鍵級任務(wù)的目的。這種算法是算法