基于Linux2．6进程调度系统的实时性研究

针对Linux 2.6进程调度系统在实时性方面存在的不足,首先对Linux 2.6进程调度系统的优先级计算以及调度策略进行详细的分析.然后,根据优先级计算和调度策略实时性方面存在的缺陷,引入基于进程截止期的EDF进程调度算法,并介绍EDF算法在Ljnux 2.6内核代码中的具体实现.最后,以进程截止期满足率为标准的实验数据对比FIFO、RR和EDF调度策略在实时进程调度性能上的差异,证明EDF调度策略在处理实时进程方面具有更强的调度能力.     

嵌入式Linux实时性研究

针对Linux 2.6内核,分析了其在进程调度、中断处理、内核锁机制和虚拟内存等方面对实时性能的负面影响,提出一个旨在提高嵌入式Linux实时性能的解决方案。在该方案中包含了一种新的中断线程化方法,并将其在i386平台上实现。开发了专用的测试模块,并使用Linux内核保留的中断号测试中断线程化效果。测试结果表明,该方案能很好地解决中断对实时任务的干扰问题,对提高Linux实时性能有较好效果。     

Linux 2.6内核的Fair-Share调度算法研究

分析了Linux 2.6内核的调度策略以及Fair-Share调度算法,通过修改Linux 2.6内核源码实现Fair-Share算法,实验表明,修改的算法具有较好的应用效果.     

中高空面阵CCD航空相机操作系统裁剪技术研究

针对面阵CCD航空相机操作系统的实际需求,结合相机中PC104总线结构的硬件资源,对所采用的Linux系统进行实用性裁剪。采用粗粒度和细粒度相结合的裁剪方法,来增强Linux内核的抢占性,改善Linux内核的实时调度器的调度策略,以构建具有较强实施处理能力的嵌入式系统。在不同环境下,对系统的启动和任务响应性能的试验测试表明,裁剪后的系统稳定、可靠,且可达到启动时间小于5s,任务响应时间小于20ms的性能指标。     

提高嵌入式Linux实时性方法的研究与应用

介绍了两种提高嵌入式Linux操作系统实时性方法及其在实际中的应用。可抢占式内核利用改变中断的调度机制和自旋锁的运行方法使Linux的内核变成可抢占式的。低延迟内核在长耗时的任务中插入调度点使其他的任务也能执行。在基于PowerPC的硬件平台的实际应用结果表明,这两种方法都能有效地降低系统的时延,在一定程度上提高了系统的实时性。     

增强Linux内核实时性能的研究与实现

为了使Linux系统能够更好地应用于实时控制的嵌入式领域,通过对Linux内核结构和目前对Linux进行实时改造的主要技术的研究,指出增强Linux内核的实时性能和可预测性所要解决的关键问题,针对工业控制领域中嵌入式系统的应用要求,提出了包括修改原有的中断机制、时钟控制模式和实现多任务的混合调度算法的方法,给出了Linux内核实时化的具体方案．     

Linux2.6内核的实时调度的研究与改进

Linux操作系统由于其开源、稳定等特性，非常适合于嵌入式系统的开发，成为了嵌入式领域里发展最快的操作系统.改进Linux的实时性能，使其更加适应嵌入式的应用具有很大的实际意义，目前已经成为国内外计算机界的研究热点之一.针对通用Linux系统缺乏实时调度算法和机制的问题，借鉴了优秀的动态实时调度算法LSF(最小裕度优先算法)的“裕度”思想，将其与崭新的Linux2.6进程调度结构相结合，在保持了原有系统O(1)调度特性的同时，有效地增强了其实时调度能力.     

适应动态安全需求的实时任务调度算法研究

现有的实时容错调度算法没有将实时任务的动态安全需求与其可调度性结合起来考虑.针对这一问题,文章展开以下研究工作:基于安全分级思想,构建了一个适应动态安全需求的实时调度模型,该模型详细地描述了实时任务、系统安全服务、任务容错等实时调度过程涉及的关键要素.以此模型为基础,提出了一种自适应实时容错调度算法(AFTS),该算法支持优先级抢占式调度策略,以牺牲普通任务的运行为代价来保证关键任务的可调度性,并采用主副本备份技术实现了关键任务的容错功能.当系统安全级别被动态调整时,该算法能够为实时任务选择满足当前安全需求的最优安全策略.仿真实验表明,文中提出的算法与同类算法相比,在系统动态安全需求的适应性,以及关键任务的可调度性和容错能力等方面有较好的表现.     

一种混合实时任务系统的公平调度算法

Baruah提出的PFair公平调度理论是周期任务在多处理器系统上的最佳实时调度理论,而在实际实时系统中,实时任务往往是由周期任务和非周期任务组成的混合任务系统．在研究PFair公平调度理论和算法的基础上,提出了基于服务器思想的公平调度方案,使得PFair调度理论适用于多处理器系统中混合任务的实时调度,并提出了对非周期任务进行实时调度的3种策略,给出软实时性非周期任务在不同调度策略下的最坏响应时间计算公式,并且证明了计算公式．     

Linux2.6内核实时性分析与改进方案

分析了linux2.6内核的实时性,针对分时调度算法和粗糙的时钟粒度,提出一种改进方案.改进的Linux具有高精确度时钟系统和多种实时调度算法动态模块.实验表明,改进后的linux2.6内核在实时性方面有较大提高.     

RTAI实时调度器的优化与实现

在实时系统中,任务调度策略是内核设计的关键部分,如何进行任务调度,保证各个任务能在其期限之内完成是实时操作系统研究的一个重要领域。针对RTAI—LINUX调度器在系统负载较重或过载时调度性能急剧下降的缺点,笔者将一种改进的最小空闲时间优先算法引入到RTAI调度器中,对其进行了优化,实现了静态优先级结合动态优先级调度的调度器。对改进后的调度器调度时延和对调度器调度算法的仿真进行了测试,取得了较好的调度性能。     

多处理器实时系统容错ICDM调度算法

目的提出一种针对多处理器实时系统中具有时间、资源和容错需求任务的调度算法来满足硬实时系统实时性及可靠性要求．使硬实时系统在发生故障的情况下，任务也能在其截止期内完成，不致产生灾难性后果．方法将非精确计算模型引入到Distance Myopic算法中，通过非精确计算模型与Distance Myopic算法的有效结合，提出ICDM算法．结果任务分为主副两个版本，每个任务都由两部分组成：强制执行部分和选择执行部分；当任务强制执行部分不能达到截止期时．通过调用MOPT算法减小前序任务选择部分的执行时间，使其满足截止期要求．ICDM算法使任务在保证结果可接受的情况下，在其截止期内完成，提高了任务的可调度性．结论通过引入非精确计算模型，使算法的可调度性增强了，也提高了硬实时系统的实时性及可靠性．     

多处理器实时系统中的非精确轮转式调度算法

目的研究基于多处理器实时系统中具有截止期和容错需求任务的非精确轮转式调度算法,使强实时系统在发生故障的情况下,任务也能在其截止期内完成,不至产生灾难性后果.方法将非精确计算模型引入到轮转式调度算法中.结果仿真实例表明,非精确轮转式调度算法具有更低的任务拒绝率,同时能更为有效地利用系统资源.结论该算法扩展了轮转式调度算法的允许调度定理,使得主/副版本任务在执行时间上可以重叠,提高了任务的可调度性,使整个系统负载均衡,并减少了系统搜索时间.     

用于多处理器媒体SoC设计的实时总线调度优化策略

为了减少多处理器媒体系统芯片（SoC）总线任务调度过程中的处理器性能损失，从减少总线任务冲突的角度出发，提出了改变任务属性和调整任务优先级相结合的总线任务调度优化策略.在保证任务实时性的前提下，通过增加原有任务可执行时间，将原有任务划分为多个子任务，动态调整任务优先级，充分利用总线的空闲时间执行部分任务，减少了总线任务冲突，降低了处理器因等待数据源而引起的性能损失.将该方法应用于多处理器媒体系统芯片MediaSoC3221A的设计中，当进行运动图像专家组（MPEG）实时解码时处理器的性能损失从原来的4.7%减小到0.1%.     

一种嵌入式Linux实时调度机制改进方案

在分析传统实时调度器不足的基础上,提出了一种新型智能调度器模型,并通过修改RT-Linux的内核函数,包括实时算法的初始化函数和调度函数,实现了多种调度算法的集成,为用户提供统一的使用界面.最后对新的调度机制进行了算法复杂性分析和性能测试,实验表明,新的调度机制能够较好地满足系统实时性要求.     

一种改进的实时操作系统的进程优先级检索算法

进程调度是影响操作系统实时性的重要因素之一,很多实时操作系统采用基于优先权的进程调度策略,其进程优先级检索算法多采用单级链表结构,时间复杂度通常为O(N),不能很好满足软件无线电系统对多任务实时调度的要求.本文通过对Linux2.6中新的进程优先级检索算法的描述,提出对该优先级检索算法的一种改进方法以适应软件无线电系统的要求,并分析了该方法时间复杂度和空间复杂度.     

DAG任务模型的粒子群优化调度算法

在并行多处理器系统中,通常用有向无环图(DAG)表示任务之间的依赖关系.为了提高该任务模型调度算法的性能,基于粒子群优化算法,提出一种新的调度算法.算法将任务高度和粒子位置作为任务优先级,使用表调度策略生成有效的调度方案,在满足任务间依赖关系的条件下,使所有任务的完成时间最小.仿真实验结果表明,与遗传算法相比,所提出的算法提高了解的质量和收敛速度,特别适合于规模较大的多处理器任务调度.     

一种基于拟序的关联备份任务调度算法

为了减少存储备份任务的执行时间和提高整个存储系统的效率，提出了一种新的SAN体系结构——基于集群技术的SAN体系结构，并在其结构上提出并实现了关联备份任务的数学模型和实现该模型的核心调度算法。该算法的基本思想是对投入的关联备份任务找到一个最优的执行顺序，以便提高整个系统的性能。实验数据表明，对于关联备份任务的调度与执行，该算法可以有效提高整个系统的效率。     

面向多核的时间帧加权公平调度算法

多核系统在移动终端、多媒体设备上的广泛应用对于多核系统的调度提出了新的要求,由于这些多核设备中大量的周期性与实时动态任务的执行,使得传统的Pfair和ERfair等经典算法产生了大量的任务迁移,同时对于动态任务调度并不能提供良好的支持。因此,在Pfair经典调度算法的基础上,结合EDF等局部调度算法,以时间帧的模式轮转多任务的周期执行,并采用处理器时间帧间的任务固定来降低任务的迁移率。仿真实验表明,在对任务调度公平性影响很小的情况下,大大降低了任务的迁移率并能更好的处理动态任务,具有更高的效率和更为广泛的使用范围。