混合关键性多核系统调度综述

混合关键性多核系统调度主要考虑划分任务到每个核和任务在核上的调度两个大方面,以满足嵌入式系统安全性和可靠性的需求.由于嵌入式系统在硬件等多方面的约束,混合关键性得到了学术界和企业界的广泛关注,在提高任务调度率和多核系统资源利用率方面展开了许多研究.而不同的任务调度方法和划分方法对提高利用率方面有不同的结果,为此从改善低关键任务的调度、提高每个核的资源利用率、任务执行时的干扰、多核的划分策略等方面,对近年来的混合关键性任务调度进行了详细的分析和总结,并指出了当前研究的不足和未来的研究方向.     

一种基于μC/OS-II的高可靠实时系统内核设计

基于μC/OS-II,设计并实现了一个高可靠的分区嵌入式操作系统内核。为了保证高关键级别分区的执行时间,提高系统可靠性,提出了一种新的周期执行时间可变的分区调度算法,其能在保障高安全关键级别分区优先执行的同时提供较高的资源利用率和任务可调度性。采用了一种基于位运算的访问控制算法,其可保证系统的信息安全,提高系统的可靠性。最后,通过算法分析和实验结果验证了所提算法的有效性和实时性以及系统的可靠性。     

一种分区操作系统实时任务调度方法

本文以提高在综合化航空电子系统混合任务场景中的实时任务响应性能和解决遗产代码重用问题为目标,提出一种具备虚拟化支持能力的分区操作系统实时任务调度方法。该方法通过建立全局调度队列,并对任务状态进行合理控制,相比已有分区操作系统两级调度模型更为灵活,并且保证了虚拟化分区中客户操作系统自身的调度策略不被破坏,能够满足分区操作系统对任务调度实时性和虚拟化支持能力的需求。     

面向MPSoC系统多特征的模糊动态调度算法

针对MPSoC系统中的不确定多特征,提出基于模糊集理论的多核系统动态启发式调度算法.利用模糊集描述系统的多种不确定特征,根据模糊隶属度计算确定任务和资源的调度优先级,以提高任务调度的可并发执行能力;综合资源的最早可用时间和利用率,适当选取最接近处理器评估函数均值的处理器,以提高处理器利用率和均衡处理器负载.仿真模拟结果...     

飞机机电综合管理平台应用任务调度方法研究

针对飞机机电综合管理平台应用任务多、实时性强、安全性高的特点,通过研究ARINC653标准中的分区、进程两级任务调度机制和机载机电系统应用软件特点,设计了飞机机电综合管理平台应用任务分区划分、分区时间调度规划和分区内任务调度的具体方法;该方法可实现不同安全级别应用任务安全、实时共享机电综合管理平台资源;仿真实验结果表明,该方法能确定性保证飞机机电综合管理平台全部任务的可调度性,提高了系统安全性和硬件资源利用率,降低了系统开销。     

容错实时任务调度的DSPN建模与分析

复杂系统的形式化描述对新系统的设计以及现有系统的改进与评价都具有十分重要的作用;针对处理机系统容错实时混合任务调度,提出采用确定与随机Petri网进行建模与性能分析;首先,根据任务执行的优先级、周期性、容错性和实时性,将任务分为四类;然后,采用DSPN对任务调度执行过程,不同优先级任务抢占式调度,处理机故障及故障恢复过程进行建模,由此构成处理机系统容错实时任务调度过程的DSPN模型;最后,仿真实验结果表明,在负载相同情况下,处理机利用率基本相同,且具有容错的实时任务调度算法可以有效地降低任务错失率;容错实时任务调度DSPN模型可以为复杂任务调度系统的Petri网建模与分析奠定了基础,并为实际工程应用提供了理论指导。     

异构集群中基于优先级的任务容错调度算法

提出一种基于任务优先级的容错调度算法,任务的优先级并不是由用户指定,而是由任务的开始时间、执行时间和截止期限决定的。该算法能够容忍异构集群系统中一个节点故障,采用主动/被动副版本相结合的执行方式和重叠技术的备份方式,提高系统资源利用率。通过实验证明了该算法在容错调度中的可靠性和高效性。     

基于OSEK标准任务调度算法的改进

基于OSEK标准的嵌入式操作系统在实时性和可靠性等方面有很高的要求,任务调度算法的好坏以及执行效率直接关系到操作系统的可靠性和实时性。通过分析OSEK标准的任务调度机制,针对其调度机制中优先级较低的任务长期不能执行等问题,提出一种补偿调度算法,在设定时间内对较低优先级任务进行补偿调度。实验验证该方法可行。     

多核对分区操作系统影响研究

分区操作系统是综合化航空电子领域中的核心技术。随着单核性能极限的到来,处理器结构向着多核发展。将两者结合起来,在多核分区操作系统的基础上研究分析多核处理器结构为分区操作系统带来的影响。经分析实验数据得出多核处理器结构在多核处理器中共享Cache结构和内核中临界资源并发访问两方面对分区操作系统产生影响。     

分时分区操作系统互斥信号量的设计与分析

随着航空电子系统日趋复杂化以及对安全性的不断提高,采用空间隔离、时间预先分配的分时分区操作系统已成为未来的发展方向。分时分区操作系统FCOS中为了使分区内部并发执行的多个任务之间合理有效的共享资源和相互合作,需要一种可靠的互斥信号量机制进行保障。文中设计了一种同时采用优先级继承和优先级天花板的混合型互斥信号量机制,并在PowerPC755平台与其他操作系统的互斥信号量进行了试验对比分析,证明其可以高效地防止任务间发生优先级反转。