多核實(shí)時(shí)并行任務(wù)系統(tǒng)能耗最小化調(diào)度算法的研究.pdf

1、隨著嵌入式技術(shù)的飛速發(fā)展及人們對(duì)移動(dòng)計(jì)算控制計(jì)算需求的不斷增大，在消費(fèi)電子、通信設(shè)備、醫(yī)療設(shè)備和工業(yè)控制等應(yīng)用領(lǐng)域，嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)得到了日益廣泛的應(yīng)用。由于嵌入式設(shè)備受大小、重量的嚴(yán)格限制，系統(tǒng)性能大幅提升與電源、散熱性能進(jìn)步緩慢之間的矛盾日益突出。因此，嵌入式實(shí)時(shí)系統(tǒng)的節(jié)能調(diào)度已成為嵌入式領(lǐng)域一個(gè)重要的研究課題。
　　因?yàn)槎嗪嗽谛阅苣芎谋取⒉⑿袛?shù)據(jù)處理上的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，采用多核架構(gòu)是嵌入式系統(tǒng)的重要發(fā)展方向。同時(shí)片內(nèi)多核DVS技

2、術(shù)的應(yīng)用，向考慮并行實(shí)時(shí)任務(wù)特性的實(shí)時(shí)系統(tǒng)節(jié)能調(diào)度的研究提出了新的挑戰(zhàn)?，F(xiàn)有的DVS研究中大多基于連續(xù)的頻率調(diào)節(jié)模型，無法充分體現(xiàn)并行處理和多核體系結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢(shì)，故本文主要研究使用離散頻率調(diào)節(jié)DVS技術(shù)的并行實(shí)時(shí)任務(wù)的節(jié)能調(diào)度問題。
　　首先，本文研究基于多核架構(gòu)的嚴(yán)格并行性實(shí)時(shí)任務(wù)的調(diào)度問題，對(duì)比了經(jīng)典層調(diào)度策略和左下角算法的效率，指出BL算法在滿足實(shí)時(shí)性調(diào)度和節(jié)約能耗改進(jìn)上的效率更高。在此基礎(chǔ)上，本文提出了兩種多項(xiàng)式復(fù)雜度的層間

3、和層內(nèi)兩級(jí)頻率設(shè)置算法，在保證該類任務(wù)實(shí)時(shí)調(diào)度的基礎(chǔ)上，使其執(zhí)行時(shí)的能耗最小。
　　其次，研究了基于多核架構(gòu)的可變并行性實(shí)時(shí)任務(wù)調(diào)度算法。在觀察實(shí)例調(diào)度結(jié)果的基礎(chǔ)上得到三個(gè)與調(diào)度性能相關(guān)的定理，并進(jìn)行了證明。研究了EDF算法在多核可變并行性實(shí)時(shí)任務(wù)調(diào)度中的效果，并在此基礎(chǔ)上提出了兩種頻率設(shè)置算法，解決能耗優(yōu)化問題。
　　最后，針對(duì)本文研究的任務(wù)模型提出了兩種線性規(guī)劃算法，與本文提出的啟發(fā)式算法的模擬實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，證明了算