可重構(gòu)系統(tǒng)中實(shí)時任務(wù)調(diào)度算法研究.pdf

1、可重構(gòu)計(jì)算兼有軟件的靈活性和硬件的高效性，在嵌入式系統(tǒng)、高性能計(jì)算和實(shí)時系統(tǒng)等領(lǐng)域有廣闊的應(yīng)用前景，已成為計(jì)算機(jī)領(lǐng)域中的一個研究熱點(diǎn)。典型的可重構(gòu)系統(tǒng)由一個(或多個）處理器和一片(或多片)FPGA組成，為發(fā)揮可重構(gòu)計(jì)算的靈活性和高性能，一個實(shí)時任務(wù)可把計(jì)算密集部分劃分成硬件任務(wù)（邏輯電路）在FPGA上加速執(zhí)行，而其余部分以軟件任務(wù)（指令集）方式在處理器上執(zhí)行。這樣在可重構(gòu)系統(tǒng)上執(zhí)行的實(shí)時任務(wù)就包括僅在處理器上執(zhí)行獨(dú)立軟件任務(wù)、優(yōu)先約束軟

2、件任務(wù)和在處理器-FPGA上執(zhí)行的軟/硬件混合任務(wù)，本文針對這3類實(shí)時任務(wù)的調(diào)度問題進(jìn)行了深入研究，主要研究內(nèi)容如下：
　　 1.在實(shí)時系統(tǒng)中，周期任務(wù)和非周期任務(wù)并存，而現(xiàn)有的獨(dú)立周期/非周期混合實(shí)時任務(wù)調(diào)度算法是針對單處理器系統(tǒng)提出的，適用范圍窄，故此提出了適用于多處理器系統(tǒng)的獨(dú)立周期/非周期混合實(shí)時任務(wù)調(diào)度算法。該算法在DS服務(wù)器上調(diào)度非周期任務(wù)，混合調(diào)度DS服務(wù)器和周期任務(wù)，能夠滿足所有周期任務(wù)和系統(tǒng)接收的非周期任務(wù)的截

3、止期限。
　　 2.在多處理器系統(tǒng)中，有些實(shí)時任務(wù)包含多個具有優(yōu)先約束關(guān)系的子任務(wù)，而現(xiàn)有的優(yōu)先約束實(shí)時任務(wù)調(diào)度算法多為靜態(tài)調(diào)度算法，計(jì)算復(fù)雜度高且不能調(diào)度非周期任務(wù)，故此提出了優(yōu)先約束周期/非周期混合實(shí)時任務(wù)的動態(tài)調(diào)度算法。該算法在系統(tǒng)運(yùn)行前判定周期任務(wù)的可調(diào)度性，降低了系統(tǒng)的在線調(diào)度開銷，在多個DS服務(wù)器上調(diào)度隨機(jī)到達(dá)的非周期任務(wù)。
　　 3.在可重構(gòu)系統(tǒng)中，有些實(shí)時任務(wù)不僅包含在處理器上執(zhí)行的軟件子任務(wù)，還包含在F

4、PGA上執(zhí)行的硬件子任務(wù)，而現(xiàn)有的實(shí)時調(diào)度算法只能調(diào)度軟件任務(wù)或硬件任務(wù)，故此提出了軟/硬件混合實(shí)時任務(wù)調(diào)度算法。該算法把每個實(shí)時任務(wù)的硬件子任務(wù)分成若干組，每組子任務(wù)配置到同一個空閑槽內(nèi)，提高了可重構(gòu)資源利用率。該算法分析了實(shí)時任務(wù)的可調(diào)度性，能夠保證所有實(shí)時任務(wù)滿足截止期限。
　　 4.在可重構(gòu)系統(tǒng)中，硬件電路的配置信息存儲在靜態(tài)RAM中，容易受到周圍環(huán)境的干擾，使硬件電路出現(xiàn)故障，故此提出了一種實(shí)時任務(wù)容錯調(diào)度算法，以提高