片上多处理器系统的多线程调度策略

本文提出了一种多线程调度策略,解决片上多处理器系统的线程分配问题。实验证实,本文的线程调度策略有效地实现了系统的负载均衡。     

基于共享存储器多处理器片上系统的互斥模型*

在原有模型和算法分析的基础上,提出了一种共享存储器MPSOC互斥模型。该模型能适应各种互斥算法的描述、论证需求,能更好地描述任务优先级、实时性;能够适应区分处理器源任务的互斥算法（即区分对待来自不同处理器的任务）;严格区分并发性、并行性,描述更加精确;扩展了服务周期、事件之间关系;能够精确地量化互斥性能指标,以便更好地比较互斥算法优劣。最后,给出了该模型的一个简单实例,对模型应用提供指导。     

通用片上网络多处理器系统研究

随着硬件系统和软件技术的发展,对片上网络多处理系统的研究进入了交叉研究状态,但是关于实际软件应用与硬件平台结合的研究尚有些不足.本文讲述了基于实际硬件平台的片上网络系统实现.通过FPGA平台实现了一个通用片上网络系统,并通过多任务映射方法将两个多媒体应用程序映射在片上网络系统中,实现了软件多任务与硬件片上网络多处理系统的合理结合.     

片上多处理器互连技术综述

随着器件、工艺和应用技术的不断发展,片上处理器中处理器核的数目必将进一步增加,处理器芯片内部的互连及其通信成为影响处理器性能的重要因素.介绍了目前在片上多处理器中的几种典型互连方法,并简要分析了各种方法的优缺点.     

多核片上系统的高效软硬件划分及调度算法

软硬件划分与调度是软硬件协同设计的关键环节,是经典的组合优化问题。本文针对调度与软硬件划分问题提出一种高效的启发式算法。调度算法根据任务的出度及软件计算时间对任务赋予不同的优先级,出度越大,优先级越高,出度相同的情况下,软件计算时间越大,优先级越高。划分算法首先寻找关键路径,然后将关键路径上具有最高受益面积比的任务交由硬件去实现。每次迭代更新当前关键路径的调度长度及剩余硬件面积。继续循环,直到剩余的硬件面积不再满足关键路径上的任何一个软件任务所需的硬件面积的要求为止,这样使得硬件面积的使用率比较高。实验表明,该算法对已有算法的改进可达到38%。     

基于π网的片上多核系统任务调度算法研究

为提高片上多核系统在任务调度方面的效率,基于先进的pai网来研究其任务调度算法。在简单介绍π网之后,利用π网对片上多核系统的任务调度进行建模,并对模型进行动态演化、复杂度和子网划分等的分析,然后对模型进行实验和仿真。通过实验和仿真,得到本文的模型在调度成功率、平均调度时长和处理器核利用率等方面优于其他算法。     

同构与异构片上多核系统的演进过程

系统级芯片是高端电子系统的核心,而片上多核系统是近年来系统级芯片的主要实现形式。近十年来,片上多核系统一直是数字集成电路领域的热点,经过众多研究者的不断努力诞生了大量很有意义的研究成果。但由于片上多核系统的研究者背景和应用领域不同导致发展演进过程较为复杂而难以理解。为减少这一问题的影响,总结了片上多核系统的演进历史与现状,并对片上多核系统未来的发展提出了一些看法。     

基于片上网络多处理器QoS研究与设计

在研究片上网络服务质量的基础上,提出面向多处理器的64核片上网络结构。IP单元产生不同类型的数据包,网络提供优先级别服务,以保证高优先级数据包的低延时需要。性能统计结果表明,该模型对多处理器之间不同类型的数据包通信均满足服务质量要求。     

一种异构可重构片上系统的实时任务调度算法

动态可重构系统中为新到达的任务实时地安排任务启动时间和放置位置是硬件任务调度算法的关键.硬件任务的调度在很大程度上影响可重构计算系统的性能.提出了一种基于二维资源模型的分组-邻接边在线调度算法,该算法将硬件任务按照长宽比分为垂直任务和水平任务两组分别考虑在可重构资源上的放置位置,同时引入任务邻接边数作为选择合理放置位置的重要指标,可使得硬件任务放置更为紧凑,减少资源碎片,提高调度成功率.对两种硬件任务放置策略进行了对比,结果表明尽可能旱的安排任务启动有利于提升高负载情况下的调度成功率.仿真实验表明,与已有算法相比,该算法具有更高的任条接受率,而运行时开销没有显著增加.     

Vxworks嵌入式实时操作系统任务调度方法研究

介绍了Vxworks嵌入式实时操作系统内核任务调度的4种方法,针对嵌入式实时操作系统多线程实时调度的应用需求,在对Vxworks嵌入式实时操作系统调度原理与方法进行分析研究的基础上,根据指定应用环境的设计指标与方案,对Vxworks嵌入式实时操作系统系统任务调度方法进行了分析比较,通过仿真实验的方式对其性能进行测试,并得出了方法适用性的相关论断,从而为相关领域嵌入式实时操作系统的技术应用提供参考。     

面向多处理器的实时周期任务容错调度算法研究

主副版本策略是多处理器系统实时任务调度中处理容错问题的一种重要方式.根据分布式控制系统的特点,本文提出一种改进的FTRMBF算法-PR-FTRMBF,以提高系统周期任务的可调度性.在FTRMBF等已有的调度算法中,当没有处理器分配给当前副版本时,将为副版本分配新的处理器;本文提出的改进算法则以回溯的方式重新分配主版本.在保证系统实时性能和容错能力的前提下,节省了处理器数目.仿真实验表明,与FTRMBF算法相比,改进算法显著提高了系统任务的可调度性.     

实时多处理器动态调度算法的研究与应用

实时多处理器系统的动态调度算法一直是实时系统研究中的重要课题。该文首先介绍了实时多处理器动态调度的几种方法,并对这些方法进行了分析、对比和研究。然后针对水下航行器制导系统多任务特点,讨论了水下航行器制导系统的动力学、运动学模型及控制、导引方程,并对其任务进行详细划分。最后结合任务的偏序关系、运行时间及截止期,对水下航行器多任务模型进行了实时多处理器动态调度,给出最佳调度方案。     

PLUFS: 一种开销敏感的周期任务在线多处理器节能实时调度算法

现有周期任务多处理器节能调度算法虽然在考虑处理器实际开销情况下可以实现较好的节能效果,但仍不能保证最优可调度性.针对嵌入式实时系统中不可忽视的状态切换开销,提出一种开销敏感的周期任务在线多处理器节能实时调度算法PLUFS.该算法通过TL面流调度模型与处理器实际切换开销模型相结合,在每个TL面的初始时刻、任务结束执行时刻实现节能调度,在不违反周期任务集最优可调度性的前提下,达到实时约束与能耗节余的合理折中.经过理论证明和模拟实验,结果表明：PLUFS算法不仅保证了周期任务集的最优可调度性,而且节能效果整体优于现有算法,能耗节余比现有算法提高约10%～20%.     

一种有约束关系的实时周期任务调度算法研究

在多核嵌入式平台下,针对具有约束关系的实时周期任务,提出一种基于任务关键因子和截止时间的调度算法BVDS(Based on Value and Deadline Scheduling).该算法以有效利用处理器为原则,根据每个处理器的实际运行情况,为有可能在截止时间前完成的任务分配处理器资源.算法实现分为两个阶段:第一阶段根据任务的到达时间、关键因子以及执行时间构建等待任务链表;第二阶段,在执行过程中,充分考虑不同任务的执行时间以及任务之间的约束关系进行优先级分配.实验结果表明,该算法在牺牲少量处理器利用率的前提下,有效地降低了任务的死限丢失率.     

A Genetic Algorithm for Hybrid Flow-shop Scheduling with Multiprocessor Tasks

The hybrid flow-shop scheduling problem with multiprocessor tasks finds its applications in real-time machine-vision systems among others. Motivated by this application and the computational complexity of the problem, we propose a genetic algorithm in this paper. We first describe the implementation details, which include a new crossover operator. We then perform a preliminary test to set the best values of the control parameters, namely the population size, crossover rate and mutation rate. Next, given these values, we carry out an extensive computational experiment to evaluate the performance of four versions of the proposed genetic algorithm in terms of the percentage deviation of the solution from the lower bound value. The results of the experiments demonstrate that the genetic algorithm performs the best when the new crossover operator is used along with the insertion mutation. This genetic algorithm also outperforms the tabu search algorithm proposed in the literature for the same problem.     

混合粒子群算法的异构多核处理器间任务调度

针对异构多核处理器间的任务调度问题,为了更好地发挥异构多核处理器间的平台优势,提出一种基于将有关联的且不在同一处理器上的任务进行复制的思想,从而使每个异构多核的处理器能独立执行任务,来减少不同处理器之间的通信开销,并且通过混合粒子群算法(HPSO)来调度异构多核处理器中的任务,避免由于当任意一个异构多核处理器由于任务分配过多而导致计算机不能及时且准确地得出结果.最后实验证明,对比传统的启发式分配方案和常见的遗传算法(GA),基于任务复制思想分配方案和混合粒子群算法(HPSO)具有更好的求解能力,并且可以提供执行时间更少的调度分配方案,具有较好的应用价值.     

DRT-UNIX系统的任务调度

任务调度是分布式实时系统的核心问题之一.文章概述了实时系统的任务调度,结合DRT-UNIX系统的实际情况,提出了一种任务调度算法,并对算法的优点进行了分析.     

Utilization Bounds for Multiprocessor Rate-Monotonic Scheduling

In this paper, we extend Liu and Layland's utilization bound for fixed priority scheduling on uniprocessors to homogeneous multiprocessor systems under a partitioning strategy. Assuming that tasks are pre-emptively scheduled on each processor according to fixed priorities assigned by the Rate-Monotonic policy, and allocated to processors by the First Fit algorithm, we prove that the utilization bound is (n–1)(2^1/2–1)+(m–n+1)(2^1/(m–n+1)–1), where m and n are the number of tasks and processors, respectively. This bound is valid for arbitrary utilization factors. Moreover, if all the tasks have utilization factors under a value , the previous bound is raised and the new utilization bound considering is calculated. Finally, simulation provides the average-case behavior.     

容错多处理机中一种高效的实时调度算法

针对基于主副版本容错的多处理机中独立的、抢占性的硬实时任务,提出了一种高效的调度算法——TPFTRM(task partition based fault tolerant rate-monotonic)算法.该算法将单机实时RM 算法扩展到容错多处理机上,并且调度过程中从不使用主动执行的任务副版本,而仅使用被动执行和主副重叠方式执行的任务副版本,从而最大限度地利用副版本重叠和分离技术提高了算法调度性能.此外,TPFTRM 根据任务负载不同将任务集合划分成两个不相交的子集进行分配;还根据处理机调度的任务版本不同,将处理机集合划分成3 个不相交的子集进行调度,从而使TPFTRM 调度算法便于理解、实现以及减少了调度所需要的运行时间.模拟实验对各种具有不同周期和任务负载的任务集合进行了调度测试.实验结果表明,TPFTRM与目前所知同类算法相比,在调度相同参数的任务集合时不仅明显减少了调度所需要的处理机数目,还减少了调度所需要的运行时间,从而证实了TPFTRM 算法的高效性.