在RT-Linux实现优先级继承机制

优先级反向是实时系统中由于任务间需要共享资源以及同步而引起的高优先级任务被低优先级任务阻塞的现象。优先级反向使得高优先级任务的执行时间无法预测,增加了实时系统的不确定性。解决优先级反向可以采用优先级继承机制。通过对RT-Linux源代码的分析,应用基本优先级继承协议对RT-Linux进行了改进,消除了优先级反向,改善了RT-Linux的实时性能。     

在μC/OS-II中消除优先级反转

使用实时内核,优先级反转是实时系统中出现最多的问题。为了防止这种现象的发生,内核必须能够自动变换任务的优先级,目前比较有效的方法有优先级继承和优先级顶置等。而作为一个优秀而应用广泛的实时内核,μC/OS-II没有防优先级反转的机制。基于此,首先分析了优先级反转及解决方法,然后提出如何对μC/OS-II的调度算法进行扩展,使其支持优先级顶置协议,从而良好解决了该实时系统中的优先级反转问题,提高了系统的实时性能。     

模拟实时系统的点区间优先级时间Petri网与TCTL验证

时间Petri网为实时系统提供了一种形式化的建模方法, 时间计算树逻辑(TCTL)为描述实时系统与时间相关的设计需求提供了一种逻辑化的表达方式, 因此基于时间Petri网的TCTL模型检测广泛应用于实时系统的正确性验证.然而对于一些涉及优先级的实时系统, 例如多核多任务实时系统, 这里不仅需要考虑任务之间的时间约束还要考虑任务执行的优先级以及引入优先级带来的抢占式调度问题, 致使相应的建模和分析变得更加困难.为此, 本文提出了点区间优先级时间Petri网, 通过在时间Petri网上定义变迁发生的优先级以及变迁的可挂起性, 从而可以模拟实时系统的抢占式调度机制, 即首先高优先级的任务抢占低优先级的任务所占用的资源, 导致后者被中断, 然后前者执行完毕后释放资源, 最后后者再次获得资源从中断的地方恢复.本文通过点区间优先级时间Petri网来模拟多核多任务实时系统, 使用TCTL来描述它们的设计需求, 设计了相应的模型检测算法, 开发了相应的模型检测器以验证它们的正确性.我们通过一个实例来说明我们的模型和方法的有效性.     

优先级继承协议在Linux中的实现

随着Linux被越来越多地用于实时系统中,实时性能也日益受到关注。通过将Linux的内核改造为可抢占式内核,可缩短系统的响应延时,提高Linux的实时性,但同时也带来了优先级逆转的问题。为了解决优先级逆转问题,基于可抢占式的Linux内核,对Linux内核相关源代码进行修改,实现了优先级继承协议。经过测试证明,采用优先级继承协议的抢占式Linux内核能够解决优先级逆转的问题,满足系统的实时要求。     

在μC/OS-Ⅱ中消除优先级反转

使用实时内核,优先级反转是实时系统中出现最多的问题。为了防止这种现象的发生,内核必须能够自动变换任务的优先级．目前比较有效的方法有优先级继承和优先级顶置等。而作为一个优秀而应用广泛的实时内核,μC／OS-Ⅱ没有防优先级反转的机制。基于此,首先分析了优先级反转及解决方法,然后提出如何对μC／OS—Ⅱ的调度算法进行扩展．使其支持优先级顶置协议,从而良好解决了该实时系统中的优先级反转问题．提高了系统的实时性能。     

一种改进的优先级继承协议及其算法研究

优先级反向是实时系统中由于任务间需要共享资源以及同步而引起的高优先级任务被低优先级任务阻塞的现象。优先级反向使得高优先级任务的执行时间无法预测，增加了实时系统的不确定性。早期的扩展协议较好地解决了优先级反转问题，但同时也存在着自身的不足。针对这些缺陷，在深入研究相关协议的基础上，该文提出了一种改进的优先级继承协议。该协议中信号量按预定义的非循环固定顺序获取，以防止死锁发生，设置超时保护机制，避免任务在获取信号量时长时间的阻塞，给出了关于该协议的分析，并在实时Linux上实现了基于该协议的算法。     

μC/OS-Ⅱ实时系统任务调度优化

使用实时内核时,优先级的反转问题是实时系统中出现得最多的问题.为了解决这一问题,操作系统必须动态地提升获得资源的任务的优先级.该文分析了μC/OS-Ⅱ的任务调度机制,提出了一种基于优先级继承提升的策略用以解决优先级的反转问题,从而优化了实时操作系统的任务调度,增强了其对高优先级任务调度的实时性.     

μC/OS-II实时系统任务调度优化

使用实时内核时，优先级的反转问题是实时系统中出现得最多的问题。为了解决这一问题，操作系统必须动态地提升获得资源的任务的优先级。该文分析了μC/OS-II的任务调度机制，提出了一种基于优先级继承提升的策略用以解决优先级的反转问题，从而优化了实时操作系统的任务调度，增强了其对高优先级任务调度的实时性。     

一种有限优先级的静态优先级分配算法

静态优先级调度在实时系统中得到了广泛应用.然而,静态优先级调度受到系统支持的优先级个数的限制.当任务的个数大于优先级个数时,需要将多个任务映射到同一个优先级.针对优先级个数有限的情况,给出了在截止期限大于周期时任务可调度的充分必要条件,并提出了基于有限优先级的静态优先级分配算法(AGP).AGP算法对于基本任务集合是最优的静态优先级分配算法.其最优性表现在,所需的优先级个数最小,并且若采用AGP算法不可调度某个任务集,则采用其他静态优先级分配算法也不可调度该任务集.模拟结果表明,AGP算法的可调度性要远远大于常量法.AGP算法对于解决在嵌入式实时系统中任务的优先级分配问题具有重要意义.     

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.     

一种基于优先级表的实时调度方法

针对单处理器实时系统动态调度问题进行了研究,分析任务的到达时间、执行时间、截止时间和空闲时间等任务属性的敏感度和影响度,提出了一种基于优先级表的调度算法PTBM,使相对截止期越小、空闲时间越大的任务优先级越高。对关于实时任务属性敏感度和影响度的结论验证和与传统的EDF、LLF和PTD算法的对比进行仿真实验,仿真结果表明基于优先级表设计的实时调度算法PTBM具有较高的调度成功率。该方法可应用于实时系统的实时任务的动态调度中。     

强实时系统静态优先级调度的可调度性分析

文章在系统阐述和借鉴经典的强实时系统静态优先级调度理论的基础上,通过引入忙周期的概念,分析了任务时限超过任务周期的实时系统任务集的可调度特性,拓宽了该理论的应用范围,更有利于实时系统的设计者对任务的运行时间行为进行事前分析与预测。     

回卷恢复模型下容错实时系统的可调度性分析

实时任务的超时完成将会导致灾难性后果,因此实时系统必须具备严格的实时性及可靠性保障.考虑实时系统的容错需求,本文基于回卷恢复模型,对容错实时系统的可调度性分析进行研究.在基于任务最环响应时间的可调度性分析方法中,容错优先级配置是决定系统可调度性的关键.为了改进系统的可调度性,提出一种容错优先级可降低的配置策略,并推导出此策略下任务最坏响应时间的计算公式,以判断系统的可调度性.降低策略下低优先级任务可挪用高优先级任务的空闲时间来满足自身的截止时限要求.仿真实验表明,降低任务的容错优先级可以有效提升系统的容错能力.     

一种解决μC/OS中优先级反转问题的方案

针对实时系统中的优先级反转问题,提出了一种采用优先级继承机制来解决优先级反转问题的方案,并给出了在μC/OS中的实现。该方案基于互斥信号量,描述了相应的数据结构和主要算法并对算法作了简要的分析。     

抢占阈值调度算法的分析与研究

本文详细论述了应用于静态优先级实时系统的抢占阈值调度算法。描述了算法实现和任务集合可调度性判定公式的推导,分析了算法的性能特点,阐述了抢占阈值调度是静态优先级嵌入式实时系统开发中调度算法的合适选择。     

基于EDF算法的可行性判定及实现

实时调度算法是实时系统中的关键技术。验证实时调度算法的可行性是在实时系统中实施某种调度算法的必经环节。在介绍实时系统中常用的各种实时调度算法,包括固定优先级调度算法和动态优先级调度算法基础上,详细分析了动态优先级调度算法EDF算法的运算过程和使用条件。提出了该算法在实际应用中存在的问题。针对该硬实时调度算法,提出了分别在简单模型上和复杂模型上如何判定实时任务的可行性。为实际应用中实现该实时调度算法确定了依据。     

基于EDF算法的可行性判定及实现

实时调度算法是实时系统中的关键技术。验证实时调度算法的可行性是在实时系统中实施某种调度算法的必经环节。在介绍实时系统中常用的各种实时调度算法．包括固定优先级调度算法和动态优先级调度算法基础上．详细分析了动态优先级调度算法EDF算法的运算过程和使用条件。提出了该算法在实际应用中存在的问题。针对该硬实时调度算法．提出了分别在简单模型上和复杂模型上如何判定实时任务的可行性。为实际应用中实现该实时调度算法确定了依据．     

嵌入式实时系统优先级翻转问题的研究

本文介绍了实时系统解决优先级翻转问题的几种策略。通过对嵌入式实时系统μc/os-Ⅱ内核的研究，分析μc/os-Ⅱ如何利用原始优先级上限协议解决优先级翻转问题，进一步讨论了采用该协议处理优先级翻转时存在的问题，给出了一种采用立即优先级上限协议来解决优先级翻转问题的方法。     

一种采用消隐技术的锁无关栈算法

随着对实时系统的实时性和系统服务要求的不断提高,基于多核/多处理器硬件平台的实时系统成为发展趋势.相应的高性能实时操作系统需具有更高的硬实时性和可靠性,并避免优先级逆转、死锁.相比阻塞同步,非阻塞同步在提高实时系统性能、确定性和容错性等方面具有优势,有利于实现上述要求.设计锁无关数据结构是实现非阻塞同步的方法之一.文章介绍了锁无关算法的基本结构,提出一种采用消隐技术的锁无关栈算法及证明锁无关算法正确性的理论方法,并证明了该锁无关栈算法的正确性.实验结果表明,该算法提高了访问共享数据的执行速度,并避免了死锁、优先级逆转、低容错性等缺点.     

应用中的嵌入式Linux实时优化

以Linux2.6为对象，在分析了国内外有关提高Linux实时性的几种方法的基础上，对任务切换、优先级调度算法以及中断服务程序提出了改进方式。引入了“在实时系统中，只有当进程的临界区能在下一个实时任务开始之前结束才被允许进入”的任务切换机制，实现了优先级置顶的方法以避免发生优先级倒置的现象，并用内核线程代替中断服务程序。上述方法可用在嵌入式领域和对实时性有较高要求的Linux应用中。