混合任務(wù)實時CORBA系統(tǒng)調(diào)度模型及其可調(diào)度性的研究.pdf

1、實時應(yīng)用領(lǐng)域的應(yīng)用需求以及CORBA技術(shù)的良好特性和成功的應(yīng)用經(jīng)驗催生了實時CORBA技術(shù).將CORBA技術(shù)引入實時應(yīng)用領(lǐng)域,可以充分發(fā)揮CORBA技術(shù)在分布處理軟件開發(fā)和集成方面的獨特優(yōu)勢,提高分布式實時系統(tǒng)軟件的質(zhì)量,降低開發(fā)成本和周期,使實時CORBA技術(shù)能夠成為開發(fā)和運(yùn)行分布式實時系統(tǒng)的支撐平臺,從而使得異構(gòu)分布環(huán)境下實時軟件系統(tǒng)具有可重用、可移植和可互操作等特性.然而實時CORBA技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀和實時應(yīng)用領(lǐng)域的復(fù)雜應(yīng)用需求之間

2、仍然存在著一定的距離,仍然存在著一些理論和工程技術(shù)上的問題有待解決.在硬實時和軟實時任務(wù)、周期性和非周期性任務(wù)并存的混合任務(wù)實時應(yīng)用環(huán)境中,實時CORBA技術(shù)研究最為關(guān)鍵的問題是實時CORBA系統(tǒng)調(diào)度模型的建立和分析,以及實時CORBA的實現(xiàn)結(jié)構(gòu),本論文的研究工作圍繞著以上兩個主要問題開展,主要內(nèi)容包括以下幾個方面:(1)提出了基于動態(tài)優(yōu)先級調(diào)度策略的端到端實時任務(wù)調(diào)度模型,并在此基礎(chǔ)上,利用時間需求分析方法,對非連續(xù)工作型和連續(xù)工作型

3、子任務(wù)同步協(xié)議控制下的周期性端到端實時任務(wù)集,分別提出了基于搶占式EDF調(diào)度算法和不可搶占式EDF調(diào)度算法的可調(diào)度性分析方法.(2)對于非周期性軟實時任務(wù),提出了LRIF(Long Release Interval First)調(diào)度算法.LRIF算法根據(jù)軟實時作業(yè)釋放時間間隔為軟實時作業(yè)動態(tài)分配基本優(yōu)先級,在保證硬實時任務(wù)的作業(yè)不錯過截止期的基礎(chǔ)上,確保占一定比例的軟實時作業(yè)不錯過截止期,適用于周期性硬實時任務(wù)和非周期性軟實時任務(wù)并存的

4、混合任務(wù)實時系統(tǒng).結(jié)合周期性端到端任務(wù)可調(diào)度性分析方法,得到了非周期性端到端軟實時任務(wù)的可調(diào)度性分析(任務(wù)接納控制)算法.(3)提出了混合任務(wù)端到端實時CORBA系統(tǒng)調(diào)度模型.與端到端實時CORBA系統(tǒng)調(diào)度模型相比,混合任務(wù)實時CORBA系統(tǒng)調(diào)度模型適用范圍更廣,除了支持周期性硬實時任務(wù)外,還增加了對非周期性軟實時任務(wù)的調(diào)度;采用了LRIF調(diào)度算法,在運(yùn)行時動態(tài)分配優(yōu)先級,避免了子任務(wù)優(yōu)先級分配問題這一NP-Hard問題;支持離線分析、

5、動態(tài)任務(wù)接納的運(yùn)行模式;對子任務(wù)的釋放統(tǒng)一采用連續(xù)工作型子任務(wù)同步協(xié)議,降低了系統(tǒng)復(fù)雜性及由此帶來的不確定性,實現(xiàn)也相對簡單,測試表明由此帶來的可調(diào)度率的下降也不明顯.(4)對于混合任務(wù)端到端實時CORBA系統(tǒng)調(diào)度模型,基于提出的周期性和非周期性端到端實時系統(tǒng)的可調(diào)度性分析方法,分析了可調(diào)度性問題,提出了該模型的任務(wù)接納控制算法.該接納控制算法總是優(yōu)先接納硬實時任務(wù),并且確保不影響已接納硬實時任務(wù)的可調(diào)度性.(5)基于混合任務(wù)端到端實時

6、CORBA系統(tǒng)調(diào)度模型,提出了實時CORBA系統(tǒng)ORTBUS的實現(xiàn)結(jié)構(gòu).該實現(xiàn)結(jié)構(gòu)與調(diào)度模型緊密吻合,能夠減少優(yōu)先級倒置現(xiàn)象,提高實時CORBA系統(tǒng)的執(zhí)行時間確定性和可預(yù)測性.論文工作中在Windows操作系統(tǒng)之上實現(xiàn)了ORTBUS原型系統(tǒng).測試結(jié)果表明,ORTBUS原型系統(tǒng)與通用CORBA系統(tǒng)相比較,可以提供對高優(yōu)先級客戶調(diào)用的實時性保證,使得高優(yōu)先級任務(wù)的的執(zhí)行不受低優(yōu)先級任務(wù)的影響.初步應(yīng)用表明ORTBUS系統(tǒng)可以較好地滿足潛艇作