Linux內核中基于改進OLDVS算法的實時節(jié)能調度技術研究與實現(xiàn).pdf

1、近年來，能耗問題在實時系統(tǒng)領域越來越受到重視，動態(tài)電壓調節(jié)(DVS)技術現(xiàn)已成為調節(jié)處理器系統(tǒng)能耗的主要手段，并被逐步應用到實時系統(tǒng)設計中。OLDVS-AQ(Online Dynamic Voltage Scaling Assisted Queue)是利用DVS技術對實時系統(tǒng)進行節(jié)能調度的一種劃分調度算法，實現(xiàn)了在滿足實時性要求的前提下合理改變電壓、頻率以盡可能降低系統(tǒng)能耗的目標，同時還具備良好的實時性和較高的節(jié)能性，因此成為實時節(jié)能調

2、度研究領域的熱點問題之一。
　　目前節(jié)能調度算法缺乏在實際實時操作系統(tǒng)中的實現(xiàn)，各種算法的能耗對比僅建立在理論分析的基礎上，真實數(shù)據(jù)不足，制約了其在實時系統(tǒng)領域實際應用的發(fā)展。因此迫切需要一種驗證各種節(jié)能調度算法實際能耗的實時操作系統(tǒng)實驗平臺。而現(xiàn)有比較流行的LITMUSRT(Linux Testbed for Multiprocessor Scheduling in Real-Time systems)實時調度實驗平臺支持的實時

3、調度算法有限，不足以滿足這種需求。
　　本文在集成Litmus2012-2內核補丁的Linux3.0.0版本內核基礎上，開發(fā)了可有效支持OLDVS-AQ實時調度策略的內核調度器。研究并實現(xiàn)了實時任務運行時的進程之間搶占功能，實時任務不同狀態(tài)之間的轉換功能，對待調度進程的CPU頻率動態(tài)調節(jié)功能以及對實時任務進程全生命周期內動態(tài)優(yōu)先級隊列的高效管理功能。本文還改造了OLDVS-AQ算法模型以適應真實的CPU處理器調節(jié)模式，設計了輔助隊

4、列用于對待調度進程CPU頻率進行計算。同時本文還開發(fā)了一個高效的實時應用程序用于在本文設計的OLDVS-AQ調度器以及固定頻率的EDF調度器上穩(wěn)定地執(zhí)行以便于內核能夠記錄各個實時任務進程的調度執(zhí)行情況。大量的測試結果與實時任務對比調度實驗驗證了OLDVS-AQ實時調度器調度實時任務進程的正確性、有效性與節(jié)能性。本文的工作將更加有利于實時節(jié)能調度算法的節(jié)能分析與比較，并且為更加深入開展動態(tài)電壓調節(jié)實時節(jié)能調度策略的應用研究提供有益的技術儲