混合实时任务的两级调度策略

面向混合实时任务应用,提出一种两级结构调度策略:对周期性实时任务采用时间触发,非周期性实时任务则采用事件触发.先建立任务模型并定义相关概念,然后给出调度策略的架构,并对调度算法、可调度性、抖动、时标间隔及调度策略优化等进行研究.结合windows CE.NET进行的调度策略实验验证结果表明,该方法能提高混合实时任务的确定性,减小抖动.文中最后讨论了时标间隔对处理器利用率和周期分辨率的影响.     

软数控实时任务的时间特性对加工精度的影响

为分析软数控实时任务的不确定性与加工精度的关系，提出一种基于模型的加工误差分析方法。首先研究采样抖动，输入-输出抖动，数控任务可调度性及加工误差评估等相关理论；然后建立二轴数控系统加工误差分析仿真模型；最后对任务抖动、任务不可调度及实时突发任务等与加工误差的相关性进行仿真。结果表明:采样抖动为任务周期的80%，误差达4.7%；输入-输出抖动为任务周期的80%，误差达1.2%；40%的事务不能在时间限内完成，误差达13.4%。该结果体现实时任务的时间特性与加工误差的相关程度，不可调度事务引起较大加工误差。     

基于非精确计算的保证计算质量的容错调度

针对单处理器系统的周期性实时任务集,基于非精确计算,提出FT／FA（Fault Tolerance／Frequency Assurance）调度方法．该方法对任务的强制部分进行容错,保证出错时仍能满足任务的时限要求;采用对可选部分的执行频率进行保证,保证任务的计算质量．此外。给出了FT／FA方法的可调度条件,并分析了该调度方法的性能．     

具有自适应特性的反射式动态弹性调度模型

针对负载可以弹性变化的实时系统,提出了一种两层结构的动态调度模型,实现具有自适应性的反射式弹性动态调度.上层调度采用弹性调度算法动态地调整实时任务的作业周期,底层调度采用MUF调度算法,保证实时任务的优先级次序.通过反馈控制,弹性调度器对实时系统的性能进行动态优化.在保证实时任务服务质量(Quality of Service QOS)要求的前提下,通过改变实时任务的运行周期,接纳尽量多的服务请求,以达到提高实时系统吞吐率的目的.模拟测试表明本模型适用于实时任务负载可以动态变化的实时系统中.     

具有纠错能力的截止期优先调度

基于实时任务错误分析, 提出一种具有纠错能力的最早截止期调度算法FR-EDF, 并给出该算法的充要条件, 证明了已有相关结果是该充要条件的自然推论. 所提出的算法适合处理周期性实时任务, 又能兼顾处理非周期性实时任务, 同时还可以纠正两个错误发生的时间间隔大于某一常数的单个错误.     

一种实时的嵌入式Linux调度策略

随着Linux广泛应用于嵌入式系统、实时控制等领域,增强Linux内核的实时性变得尤为重要。Linux2.6内核加入了抢占点,可以最大限度地降低内核不可抢占的时间间隔,但嵌入式系统实时性要求较高,因此基于嵌入式Linux(裁减的Linux2.6内核),分析实时调度策略,提出改进的实时调度策略IPEDF,该策略吸取了截止期最早最优先算法的优点,使内核可以在任何时间被抢占。最后对嵌入式Linux和基于IPEDF的嵌入式Linux进行测试,结果表明后者的任务响应时间少,从而进一步提高了嵌入式Linux2.6的实时性。     

基于混合定时调度的车辆AMT控制系统的实时性分析

基于实时系统理论,对AMT控制系统的时间正确性进行分析.建立的实时模型描述了9个任务的瞬时特征、功能特征、资源特征和互联特征.设计混合定时调度算法,对周期性、准周期性和事件触发型任务进行综合调度,并进行了可调度性验证、时序验证和共享资源验证.与时间片轮询调度算法比较,混合定时调度算法的任务完成时间稳定、处理器利用率高、可扩展性强.     

实时调度中的最好响应时间精确分析

计算了抖动分析依赖的最好响应时间和最坏响应时间,计算最好响应时间时假定了任务的截止期小于或等于其周期.在实时调度研究中,引入i级繁忙周期,精确分析任意相位固定优先级抢占调度的最好响应时间,分析中证明存在一个任务的最佳完成时刻.通过构造i级繁忙周期中的扩展作业,推导扩展作业的最佳完成时刻,得到截止期大于其周期的实时任务最好响应时间算法,并在推导过程中证明了算法的正确性.     

基于RTAI可扩展的实时调度模型的研究与实现

随着嵌入式实时系统的广泛应用。多类型的硬实时、软实时与非实时任务往往共存于同一系统．而只提供单一调度方法的传统嵌入式操作系统如Vxwork，pSOS已经无法满足这种需求．通过全面分析调度对象．提出了可扩展的层次性的调度模型，并基于RTAI实现了上述调度模型．最后通过实验．验证了系统良好的应用效果．结果表明。该调度模型很好地满足了嵌入式实时系统多样性的需求．对嵌入式系统的研发具有一定的现实意义．     

多处理机实时分类调度算法研究

讨论了在多处理机实时系统中周期任务可调度性的充要条件和非周期任务的分布函数,并进行了任务调度模型设计。通过处理器利用率实现对实时任务的动态分类,并根据这些分类进行处理器分派。仿真结果表明,这种方法能有效提高实时任务的调度成功率;在处理器达到5个时,调度率可达98%以上,基本属于最优调度,平均负载达到最小且趋于平稳。     

嵌入式多媒体终端的CPU资源优化分配

在嵌入式平台上实现多媒体通信时,多业务间对有限的运算能力资源的竞争将导致语音通信质量的严重下降。为了解决这一问题,该文提出了利用语音数据流的短时和长时抖动性对其通信质量进行评价的方法,对多种CPU资源分配方案的性能进行了研究,提出了一种能较好的保证语音通信质量的方案,实现了支持语音、静态图像、短信和白板等数据业务并发的手持多媒体通信终端。与其他方案相比,该方案语音数据流的长时抖动性降低了33%。实验证明:通过优先保证实时通信所需要的CPU资源,终端能提供更好质量的多媒体通信。     

实时控制系统一种基于模型预测控制的反馈调度

提出一种基于模型预测控制(MPC)的反馈调度算法(FS-MPC),可以在有限计算资源的情况下改进实时控制系统的性能.将被控的实时调度过程模型化为受约束的任务集密度控制问题.在FS-MPC算法中,约束条件保证任务集在最早截止时限优先(EDF)算法下是可调度的;同时,MPC的优化目标通过减小控制任务的截止时限使整个任务集的密度尽可能接近100%,从而提高控制任务的优先级,降低输出抖动.仿真结果表明,在有限计算资源的情况下,FS-MPC显著地降低了由调度过程引起的控制性能损失.     

实时操作系统伪实时性的研究

本文从实时操作的定义出发,探讨了中断延迟、多任务冲突和竞争等引起的实时操作系统的伪实时性,说明了实时操作系统的伪实时的本质特征,并就如何设计实时应用系统提出了建设性建议.     

实时CORBA中面向紧急通道的任务调度

为了保障紧急通道任务在实时CORBA(通用对象请求代理体系结构)中优先执行,并且避免因状态切换而导致的任务通道优先级倒置.本文提出了面向紧急通道的实时任务调度方案和设计思路,方案考虑到任务通道的状态切换,采用了自适应动态优先级调度的方法,在连接管理和服务线程调度等方面做了相关的处理.分析表明,紧急通道任务能获得最高的优先级,出现因状态不一致而导致的低优先级通道任务阻塞高优先级通道任务的概率很小;且在一个节点上,调度算法保证紧急通道任务优先完成,不会出现紧急通道任务在节点上等待的现象,满足了应用的需求.     

An Efficient Real-Time Fault-Tolerant Scheduling Algorithm Based on Multiprocessor Systems

In the context of real-time fault-tolerant scheduling in multiprocessor systems, Primary-backup scheme plays an important role. A backup copy is always preferred to be executed as passive backup copy whenever possible because it can take the advantages of backup copy de-allocation technique and overloading technique to improve schedulability. In this paper, we propose a novel efficient fault-tolerant ratemonotonic best-fit algorithm efficient fault-tolerant rate-monotonic best-fit （ERMBF） based on multiprocessors systems to enhance the schedulability. Unlike existing scheduling algorithms that start scheduling tasks with only one processor. ERMBF pre-allocates a certain amount of processors before starting scheduling tasks, which enlarge the searching spaces for tasks. Besides, when a new processor is allocated, we reassign the task copies that have already been assigned to the existing processors in order to find a superior tasks assignment configuration. These two strategies are all aiming at making as many backup copies as possible to be executed as passive status. As a result, ERMBF can use fewer processors to schedule a set of tasks without losing real-time and fault-tolerant capabilities of the system. Simulation results reveal that ERMBF significantly improves the schedulability over existing, comparable algorithms in literature.     

多处理器混合实时任务调度

比例公平调度PFair(Proportionate-Fair)算法和边界公平调度BFair(Boundary-fair)是多处理器系统上周期性实时任务的最佳全局调度方法,但在实际的实时系统中,实时任务往往是周期任务和非周期任务混合的任务系统,在研究PFair和BFair调度算法的基础上,提出了基于服务器思想的公平调度方案,实现了对混合实时任务的调度,同时保证了任务公平地使用共享资源,使得公平调度算法适用于多处理器系统中的混合实时任务调度,扩展了其适用范围。     

液压机控制系统的多任务可调度性研究

针对嵌入式控制系统,通过液压机控制系统的设计与仿真,提出了控制与调度协同设计方法。首先,分析液压机控制系统功能和性能需求,研究了实时系统的选择和控制任务划分对嵌入式控制系统性能的影响;接着分析固定优先级算法、单调速率算法、最短时间限优先算法及抖动控制;最后,采用Matllab/Simulink和Truetime工具箱,通过调整任务划分、模型及调度算法等,对液压机控制系统的多任务进行仿真验证。仿真结果表明：可以获得最优的调度算法、任务划分及减小的输出抖动,这证明了控制与调度协同设计方法是有效的。     

一种新的多处理器系统实时容错算法

实时多处理器容错算法是实时系统研究领域的一个重要课题.提出了一个动态处理非周期实时任务的容错算法.提出了对待实时任务的基、副版本采用不同的处理器分配策略.对于基版本,尽量提前任务的开始时间;对于副版本,尽量延迟任务的开始时间.通过实验模拟研究了算法的性能.实验表明,算法调度的成功率跟处理器个数、任务数以及任务计算时间有关.与采用单一处理器分配策略相比,具有较高的调度成功率.     

基于动态规划的云计算任务调度研究

任务调度作为云计算中的核心问题,其目的是合理分配任务,实现最佳调度策略并且有效地完成任务.首先对当前云计算中任务调度算法进行分析并指出传统算法的不足与缺点,然后提出一种基于动态规划模型的任务调度算法,以任务运行时间最少为优化目标,把任务与数据集群中虚拟机匹配看成为多阶段决策的组合优化.最后在CloudSim进行仿真实验,结果表明,所提算法在满足多用户需求下与max-min和min-min算法相比,在一定数量规模下,任务完成时间减少而资源负载相对均衡.