实时系统最坏执行时间分析*

实时系统开发过程中必须强调时间的重要性和支持时间的可预报性。最坏执行时间分析与可调度性分析构成了实时系统时间方面操作可信的基础。最坏执行时间分析计算任务执行时间的上界,这些任务的上界用来分配正确的CPU时间给实时任务。最坏执行时间是可调度分析工具的输入,可调度分析决定了一组任务在一个给定的目标系统下是否可调度。对最坏执行时间分析方面的研究进行了综述,给出在这一领域所取得的进展。 还讨论了在最坏执行时间分析方面存在的问题,给出了将来的研究方向。     

实时系统软件设计方法

讨论了实时系统软件工程方法、软件实现、调度与执行时间分析、系统软件验证四个方面的问题,介绍了在实时系统研究领域的学者们所做的工作,该领域理论的发展以及有待解决的问题。     

多处理器实时系统的分析和设计方法

本文阐述了当前在多处理器实时系统的分析和设计中常采用的几种方法，并在此基础上提出了一种新型的分析设计方法，即ＧＡＤＭ方法。这种方法综合了功能分解法，面向目标分析法和全局数据库模型法的特点，为多处理器实时系统的分析，设计提供了一种十分有效的手段。     

实时系统及其软件设计

本文对实时系统进行了简要介绍,并介绍了实时系统软件的两种模式和一些相关的概念,基于这两种模式给出了编程的例子,最后给出了笔者在编程时的一些经验.     

实时系统及其软件设计

本文对实时系统进行了简要介绍,并介绍了实时系统软件的两种模式和一些相关的概念,基于这两种模式给出了编程的例子,最后给出了笔者在编程时的一些经验。     

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     

并行与分布硬实时系统的调度

一、前言实时系统是工作在时间约束下的系统,与一般计算机系统的主要区别是引入了时间概念,这大大地影响了系统的设计、验证和实现。实时系统不但要保证计算结果的逻辑正确性,而且要在规定的时间内完成计算。如果某个实时任务没有按时完成,则可能导致整个系统失败,甚至引起灾难性后果。这类实时系统被称为硬实时(hard real-time)系统。例如,核电厂或导弹控制系统等。因此硬实时系统的调度理     

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.     

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.     

硬实时系统中基于软件容错模型的容错调度算法

在硬实时系统中,由于任务超时完成将会导致灾难性后果,因此硬实时系统必须具有实时性和可靠性保障.软件容错模型是提高硬实时系统容错能力的一种有效方法.针对硬实时系统中容错优先级两种分配策略存在的不足,基于软件容错模型提出了一种容错优先级可提升的双重优先级分配策略.该方法通过为替代版本分配双重优先级,不仅能够提高硬实时系统的容错能力,同时还能够显著减少任务间的抢占次数.为了获得双重优先级分配的最佳策略,基于任务最坏响应时间的可调度性分析,首先提出了一种最大的双重优先级配置搜索算法(MDPCSA).然后结合MDPCSA算法,提出了一种最优的双重优先级配置搜索算法（ODPCSA）.仿真实验表明,与两种分配策略相比,在提高系统容错能力和降低抢占开销方面更为有效.     

嵌入式实时系统的软件需求检测

以需求描述模型HRFSM(hierarchical finite state machines based on rules)为基础,提出了一个嵌入式实时系统软件的动态执行模型(dynamic execution model,简称DEM)和基于该模型的检测方法.由于DEM能将控制流、数据流和时间有效地集成为一体,故提出的检测方法能检测嵌入式实时系统的软件需求的一致性和完全性.该检测方法由3种侧重点不同的检测形式组成,并能在检测过程中提供一些重要的检测信息.分析员可以利用基于该检测方法的工具灵活地对嵌入式实时系统的软件需求进行检测,以提高分析和检测软件需求的效率.     

嵌入式实时操作系统的分析评测方法

使用WCET(Worst-case execution time)分析工具Bound-T,分析典型实时操作系统(RTMES和uClinux)的关键模块代码,在系统运行在硬件上之前分析其机器码,给出整体系统的最坏执行时间.在系统的WCET达到要求之后,再通过实验使用benchmark,评测操作系统的典型实时性能指标,给出两个嵌入式实时操作系统的实时性能对比,并分析RTEMS(Real Time Executive for Multiprocessor Systems)的优势所在.     

软件容错模型中的容错实时调度算法

在软件容错模型的容错实时调度算法中,主部分可执行性的预测精度是影响调度算法性能的关键.针对此问题提出了DPA(deep-prediction based algorithm)和EDPA(EDF-based DPA)算法.算法考虑当前时间至替代部分通知时间之间的任务执行情况,通过构建预测表对待执行主部分的可执行性进行精确预测.当主部分不发生错误时算法根据预测表调度任务. DPA依照预测表中通知时间的先后顺序调度主部分,而EDPA则按照EDF算法调度预测表中的主部分.模拟结果表明,DPA和EDPA较目前同类算法可获得更多的主部分执行时间,降低CPU的消耗.当软件错误率较低、任务周期较短时,算法能够以较小的调度开销获得较高的调度性能.     

嵌入式实时系统CAN通信软件设计方案

分布式嵌入系统的广泛应用,对适用于实时通信的CAN网络应用层提出了规范化、模块化、可重用的要求,但目前国内大多数的应用系统仍然基于CAN2.0B规范开发.首先对已有的且具有影响力的CAN高层协议进行了分析比较,结果表明了CANopen具有明显技术优势;在分析CANopen协议的基础上,提出了一种CAN通信分层设计方案,即将CAN通信模块分两层,一层是CAN控制器驱动层,另一层是基于CANopen的CAN应用层.该方案在Proteus虚拟电子开发环境下仿真试验通过,并应用于电动机起动动控制器的研制.采用层次化、结构化、模块化、标准化设计方法增加了CAN通信规范性和代码可重用性,提高了CAN应用的开发效率,同时推动CAN设备的标准化工作.     

综合航电实时测试系统的软件设计与实现

针对综合航电系统的信号特征和测试需求,设计并实现了用于综合航电地面交联试验的实时测试系统;同时对航空总线信号、各种功能信号进行测试、分析和故障诊断,在测试软件的设计和实现过程中运用了多线程编程技术,阐述了在Labwindows/CVI环境下多线程的实现过程;最后对该系统的测试结果进行了分析,测试数据与测试实时性均满足测试需求。     

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.     

实时应用中软件时统的设计与实现

就实时测控软件的开发与运行环境问题,简单介绍了硬件时统设备在实时测控中的作用和重要地位以及实时操作系统的时间管理方式.针对软件时统设计中的两个关键技术展开分析与讨论,对软件时统的主要功能设计进行了重点描述,并给出便于程序开发的进程关系流图.