基于path RTL的弱硬实时系统

弱硬实时系统是实时系统中的一个重要研究领域.经典弱硬实时系统以任务流中任务满足或错过的个数来约束系统性能,存在着无法准确表达系统实时特性的不足,以及弱硬实时的可靠性无法证明的缺陷.通过提出弹性截止期的概念,定义基于path RTL的弱硬实时系统,有效解决了经典弱硬实时系统可靠性无法证明的难题;实现了弱硬实时系统的约束由时间特性来表达的目标;对于新兴出现的弱硬实时应用提供了完整的解决方案;同时也对经典弱硬实时系统提出了规约算法,以充分利用经典弱硬实时系统在约束规范、调度算法等方面已有研究成果.通过比较,path RTL弱硬实时系统在系统完整性、系统可靠性和应用领域等方面,比经典弱硬实时系统具有优势.     

实时人工智能的研究

1 引言随着实时技术的发展,实时系统对制造、控制、运输、太空、机器人和军事系统起着越来越关键性的作用。实时系统是工作在时间约束下的系统,它与一般的计算机系统有本质的区别。实时系统不但要保证计算结果的逻辑正确性,而且必需在截止期内完成任务。在硬实时系统中,如果实时任务没有在规定的截止期内     

Linux实时抢占补丁研究及实时性能测试

准确的量化数据可作为评测及选择实时Linux系统的参考依据。研究实时Linux系统中实时抢占补丁的关键特性,提出一种代码插桩的实时性能评测方法。在增加实时抢占补丁的Linux操作系统上加载运行测试程序,利用测试程序关键位置的代码探测段来获取运行系统中的重要信息,以完成实时性能的评测。对基于数控平台上该实时系统的中断响应时间和上下文切换时间等评测指标进行测试,结果表明,与标准Linux系统的评测指标相比,该系统的中断响应时间和上下文切换时间分别约减少10%和99%,达到了硬实时系统的要求,满足数控应用的实时需求。     

基于软件容错的动态实时调度算法

在硬实时系统中，由于任务超时完成将会导致灾难性后果，因而硬实时系统具有严格的时间及可靠性限制条件．目前实时容错调度算法大多针对硬件的容错，很少考虑软件运行的故障．提出了一种类似EDF的软件容错的动态实时调度算法PKSA(Probng-step Algorithm)，本算法在任务执行过程中，通过若干试探性检测步骤，提高了任务可执行性的预测，尽可能地避免了任务早期的失败对后续任务的影响，因此提高了任务的完成率，并同时有效地减少了浪费的CPU时间片．通过实验测试．同目前所知的同类算法相比，具有更佳的调度性能-调度成本比.     

WCET分析：建立实时系统可靠运行的技术

实时系统开发必须强调时间的重要性，为了保证系统安全运行，需要验证系统是否在时限内完成各个任务，因此，当设计和验证实时系统时。了解运行在系统中代码的最坏执行时间(WCET)是非常重要的。WCET静态分析(简称WCET分析)计算实时程序最坏执行时间的上界，而上界被用来为应用程序的任务分配正确的CPU时间，它们也是可调度分析工具的输入，因此，WCET分析是可靠建立实时系统安全正确运行的基础。介绍了WCET分析的概念。指出了传统测量存在的缺陷，剖析了WCET分析研究的关键技术，探讨了目前存在的问题和今后的发展方向。     

基于软件容错的动态实时调度算法

在硬实时系统中,由于任务超时完成将会导致灾难性后果,因而硬实时系统具有严格的时间及可靠性限制奈件．目前实时容错调度算法大部分针对硬件的容错,很少考虑软件运行的故障．提出了一种类似EDF基于软件容错的动态实时调度算法EBPA(expectation-based probing algorithm),该算法在任务执行过程中通过基于期望值的若干试探性检测步骤,提高了任务可执行性的预测,尽可能避免了任务早期的错误对后续任务的影响,因此提高了任务的完成率并同时有效地减少了浪费的CPU时间片．通过实验测试,同目前所知的同类算法相比,具有更佳的调度性能-调度成本比．     

实时消息传递界面

实时系统消息传递界面(MPI/RT)是高性能计算中消息传递界面(MPI)在实时方面的扩展，可支持实时通信和实时系统的开发。文中介绍了MPI/RT的背景、开发的基本原理、重要技术和重要概念。描述了MPI/RT如何对双边、单边、零边3种类型的通信和时间驱动、事件驱动、优先级驱动3种实时典范以及这些典范的组合的支持。讨论了MPI/RT如何描述和满足高性能的实时系统的QoS要求。最后给出了一个用MPI/RT开发高性能的实时系统的一般过程。     

面向数控系统的三级调度模型研究

针对硬实时系统中多种类型任务并存的特点,提出一种三级实时调度模型--TLRtS(three-level real-time scheduling).该模型将整个系统空间划分为硬实时、软实时和非实时空间,分别用来处理硬实时、软实时和非实时任务.TLRtS模型不仅可以动态加载多种实时调度算法,还可以集成相应的资源访问控制协议,解决了任务之间存在资源竞争的问题.实验结果表明,此方法既保证了所有硬实时任务严格按照其时间约束在截止期前完成,又尽可能地提高了软实时和非实时任务的服务质量.     

确定中断和抢占延迟的嵌入式实时内核

在这篇文章中实现了优先级继承协议和中断线程化,使用新的方法实现了中断处理。通过在MMU-less的ARM处理器平台上实现基于Linux 2.6.x的硬实时系统,并且也会比较经过改进后的实时性能的提高。试验结果显示了系统的中断响应时间和加锁时间为确定时间,提高了实时性能。     

硬实时系统中基于软件容错的动态调度算法

在硬实时系统中,由于任务超时完成将会导致灾难性后果,因而硬实时系统具有严格的时间及可靠性限制条件.目前实时容错调度算法大部分针对硬件的容错,很少考虑软件运行的故障.提出了两种类似EDF(earliest deadline first)的软件容错的动态实时调度算法:PKSA(probing K-step algorithm)和CUBA(changing utilization-based algorithm).两种算法在任务执行过程中,通过若干试探性检测步骤,提高了任务可执行性的预测,尽可能地避免了任务早期的失败对后续任务的影响,因此提高了任务的完成率,同时也有效地减少了浪费的CPU时间片数量.通过实验测试,与目前所知的同类算法相比,具有更佳的调度性能--调度成本平衡性.     

一种开放混合实时系统的开放自适应调度算法

开放计算环境下的实时与非实时任务不确定并发,以及多种实时约束混合的复杂约束系统,即开放混合实时系统的需求越来越广泛.通过引入接收控制、调度服务器、自适应调节机制,提出一种开放环境下的自适应实时系统调度架构--OARtS(open adaptive real-time scheduling).它能适应开放计算环境的不确定性,有控制地接受实时任务运行;可根据系统空闲计算带宽变化,自适应地调节任务的实时等级,使得系统运行在最优的实时性能上;对于软实时任务,可根据其计算带宽需求变化,自适应地调节其计算带宽分配,以适应任务执行时间时变引起的实时不确定性.     

实时消息传递界面

实时系统消息传递界面(MPI/RT)是高性能计算中消息传递界面(MPI)在实时方面的扩展,可支持实时通信和实时系统的开发.文中介绍了MPI/RT的背景、开发的基本原理、重要技术和重要概念.描述了MPI/RT如何对双边、单边、零边3种类型的通信和时间驱动、事件驱动、优先级驱动3种实时典范以及这些典范的组合的支持.讨论了MPI/RT如何描述和满足高性能的实时系统的QoS要求.最后给出了一个用MPI/RT开发高性能的实时系统的一般过程.     

实时系统设计方法

1.引言实时系统在工业、商业和军事等领域都有非常广泛的用途,并且已经有很多实际的应用。实时系统可以分为“硬实时系统“和“软实时系统“。二者的区别在于:前者如果在不满足响应时限、响应不及时或反应过早的情况下都会导致灾难性的后果;而后者则在不满足响应时限时,系统性能退化,但并不会导致灾难性的后果。实时系统一般应具有以下的特点: 实时性:软实时/硬实时,快速启动,随时就绪; 异步事件的并发处理:实时多任务机制; 应用/OS支持一体化; 可固化:无盘/DOC/DOM,代码精简; 鲁棒性:可靠/出错处理/自动恢复; 灵活性:可剪裁/可配置/可移植/可重用; 安全性:能应用在关键场合。一般来说,实时系统是比较复杂的,因为它必须处     

实时任务准入控制器的自动合成

在许多实时系统中,同一个计算平台上往往既有硬实时关键计算任务又有软实时非关键计算任务.硬实时任务必须在规定时间内完成,否则将导致系统错乱或崩溃等严重后果.而软实时任务若没有在规定时间内完成,虽会影响系统性能,但不会造成重大后果.为确保每个硬实时任务均在其规定时间内完成,在某些情况下需要拒绝一些软实时任务进入任务队列.文章提出了一种基于控制器自动合成策略的解决方案,通过所设计的准入控制器,对系统产生的每一个新任务自动决定是否准其进入任务队列.准入控制器必须使得所有被准入的任务均在规定时间内完成,并且决策序列满足以线性时态逻辑描述的服务质量要求.文章的主要贡献是提出了判定是否存在准入控制器的算法,该算法能在判定结果为真时构造出一个以有限状态时间自动机表达的准入控制器.     

硬实时软件建模与分析的进程代数方法

针对硬实时软件缺乏有效的系统动态行为建模机制,提出了一种用于硬实时软件建模与分析的进程代数方法。首先在时间通信顺序进程的基础上扩展硬实时语义得到硬实时通信顺序进程;然后提出时间调度算法,用于检查硬实时系统单个指令截止期的可满足性以及计算完成任务所需的最少时间;最后通过航空领域的一个实例来说明该方法如何应用于硬实时软件的建模与分析。该方法可以很大程度上提高硬实时软件执行时间计算的准确性,计算结果有助于硬实时系统截止期的量化分析和优化设计。     

基于时间自动机的实时系统建模及验证

实时系统必须在一个事先定义好的时间限制内对来自外部或内部的事件进行响应,如何有效验证实时模型的正确性和安全性是一个难点.文章通过多个时间自动机来模拟实时系统中的各个对象,并用UPPAAL对模型进行验证,减少了模型验证的状态搜索空间,为实时嵌入式系统开发和验证提供了一种可行、安全的控制机制.实验结果显示了系统的有效性.     

基于CORTEX-A8处理器的嵌入式数控系统实时平台的设计与实现

针对低端数控系统计算能力不足等特点.提出一种嵌入式数控系统的解决方案.本文详细介绍了嵌入式实时系统的实现方法,重点阐述了基于嵌入式实时系统的数控系统的实现.文章针对高性能嵌入式处理器,结合可适应多域的操作系统的实时化技术实现嵌入式实时系统,将数控系统集成到嵌入式实时操作系统中.最后针对实时系统的任务调度延迟和周期抖动以及数控系统的核心线程的执行时间进行测试.经实验验证,本文提供的嵌入式实时系统可以满足数控系统的要求,运行于实时嵌入式平台的数控系统可以满足实时加工的需求.     

强实时系统的调度

实时系统的一个重要研究领域是调度 ,实时任务能否在规定的时限内完成依赖于调度算法的好坏。本文给出了当前强实时系统的主要调度思想和模型 ,并对各算法的特点进行了评述 ,对强实时系统的设计和论证具有重要意义。     

LET模型的时间语义编程语言

嵌入式实时系统的正确性不仅取决于计算结果的正确性,更取决于产生结果时间的正确性.然而软件不确定的并发执行带来系统时间行为不可预测问题,使得验证复杂度升高,成本增加,为此实时系统领域提出了许多实时编程语言来提高系统的时间可预测性.LET(logical execution time)模型结合了同步模型ZET(zero e...     

多机多任务实时系统云调度策略

采用云方法对多要实时系统任务的重要性和任务处理的适时性进行分析,实时计算被激活任务的价值及其在不同资源条件下的作业执行时间,提出一种兼顾任务价值和作业执行时间两方面因素的新的调度策略－云调度策略,有效地解决了任务优先级的判定和任务处理适时性问题,提高了系统资源利用效率、运行质量和系统整体效能。仿真证明,此策略优于现在广泛采用的固定优先级和先到先处理调度策略。