基于異構(gòu)多核體系的實(shí)時(shí)任務(wù)調(diào)度算法研究.pdf

1、隨著集成電路工藝和計(jì)算機(jī)自動(dòng)化控制技術(shù)的發(fā)展，基于多核架構(gòu)的實(shí)時(shí)系統(tǒng)得到廣泛應(yīng)用，特別是在數(shù)字控制、指揮控制、信號(hào)處理以及軍事領(lǐng)域等方面發(fā)揮著重要的作用，使得基于多核架構(gòu)的實(shí)時(shí)任務(wù)調(diào)度算法成為國(guó)內(nèi)外的研究熱點(diǎn)之一。
　　 根據(jù)實(shí)時(shí)任務(wù)固有截止期限的特性和多核處理器多線程并行執(zhí)行的特點(diǎn)，本文提出了基于異構(gòu)多核體系的系統(tǒng)模型，并建立了相關(guān)的調(diào)度模型、任務(wù)模型和處理器模型。系統(tǒng)模型細(xì)化了任務(wù)的調(diào)度粒度，使任務(wù)可以進(jìn)行任務(wù)級(jí)多線程并行執(zhí)

2、行，提高了任務(wù)的并發(fā)性和處理器的利用率。同時(shí)，根據(jù)實(shí)際實(shí)時(shí)系統(tǒng)的各種約束條件，本文對(duì)系統(tǒng)模型定義了相關(guān)的約束條件，如互斥資源的約束、任務(wù)間優(yōu)先關(guān)系的約束和任務(wù)間的通信開銷等，并對(duì)這些相關(guān)約束條件分別建立了數(shù)學(xué)模型?；诙嗵幚砥飨到y(tǒng)任務(wù)分配思想，本文提出了四種基于多核處理器動(dòng)態(tài)任務(wù)分配模型，并作了相應(yīng)的分析。
　　 多核平臺(tái)上的多任務(wù)調(diào)度是一個(gè)NP難題，本文使用遺傳算法并結(jié)合最晚開始時(shí)間最先分配(Lat.Star.Date，LSD

3、)模型進(jìn)行了最優(yōu)化調(diào)度。在遺傳算法的迭代過程中，本文設(shè)計(jì)了一個(gè)適應(yīng)度函數(shù)，并且證明了該函數(shù)是一個(gè)合適的李雅普諾夫函數(shù)，從而保證了遺傳算法在迭代過程中穩(wěn)定的收斂性。
　　 通過隨機(jī)突發(fā)任務(wù)的調(diào)度實(shí)驗(yàn)，本文對(duì)四種任務(wù)動(dòng)態(tài)任務(wù)分配模型的穩(wěn)定性和可擴(kuò)展性進(jìn)行了檢測(cè)，并根據(jù)調(diào)度成功率、重新調(diào)度率、任務(wù)調(diào)度長(zhǎng)度、處理器利用率和通信開銷比值五個(gè)性能評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了比較。從突發(fā)任務(wù)的大量隨機(jī)性調(diào)度實(shí)驗(yàn)表明，LSD模型能夠充分地保證調(diào)度成功率和有效