基于单调速率的可调度性判定改进算法

在单调速率调度策略的基础上,提出一种改进的任务集可调度性判定算法。该算法通过设定时钟变量模拟调度过程中的系统时钟,在时钟变量值增长过程中,根据任务优先级从高到低的顺序,分析各个任务的截止时间限的满足情况,判定任务的可调度性,从而确定任务集的可调度性。通过实例分析及与现有判定方法的比较,验证了该算法的正确性和高效性。     

复杂实时系统可调度性判定工具的研究与实现

针对包含多处理器、多分区结构的复杂实时系统存在的可调度性判定问题,提出一种基于仿真方法的任务集可调度性判定工具。通过设定时钟变量模拟任务调度过程,依据纯周期任务集的特性确定仿真区间,调用优化的判定算法,判定任务集的可调度性。测试结果及实例分析表明,该工具能自动、准确、快速地判定任务集的可调度性,并以甘特图的方式绘制任务调度过程,较现有工具更为高效、直观。     

基于分区的航电系统调度分析工具实现

针对仅含纯周期任务集合、符合ARINC653多分区构架航电系统两级调度模型的可调度性判定问题,提出一种基于分区的航电系统调度分析工具。通过设定时钟变量模拟航电系统各分区中任务集调度过程,依据纯周期任务集及分区航电系统时间片分派特性确定仿真区间,设计优化的调度分析算法,判定航电系统分区级时间片分派的正确性及各分区中任务集的可调度性。测试及实例分析结果表明,该工具能自动、准确、快速地判定航电系统分区以及任务级调度模型的可调度性,并能以甘特图的方式绘制系统调度过程,较现有工具更为直观、高效。     

基于时间自动机的嵌入式系统调度分析工具

为验证嵌入式实时系统开发过程中任务集的可调度性,设计并实现一种嵌入式系统调度分析工具。提出通用任务模型,建立任务与事件到达自动机和任务状态自动机的状态关系映射,利用基于模型检测的时间自动机可达性方法判定系统的可调度性。仿真实例结果表明,该工具的分析准确性较高。     

EDF调度算法可调度性分析方法的改进研究

任务集的可调度性分析是实时系统研究和应用的关键问题。针对抢占式与不可抢占式EDF(earliest deadline first)调度算法, 分别给出了实时任务集新的可调度性测试条件, 针对任务集为可调度时可以实现快速判定。通过与已有的EDF算法的可调度性判定充要条件相结合, 提出了改进的抢占式与不可抢占式EDF算法的可调度性分析方法。仿真实验表明, 相对现有EDF算法的可调度性分析方法, 所提出的方法能有效提高算法性能。     

并行实时任务调度判定分析

多核处理器凭借着高性能上的优势逐步取代单核处理器.传统实时任务使用串行任务模型,不能充分发挥多核处理的优势,而基于有向无环图的并行实时任务周期内释放多个作业,这些作业同时运行.并行实时任务集的可调度性是研究的重点,针对该模型分析并证明了在某些条件下全局最早截止期优先算法和单调时限算法的可调度性判定,根据分析的结果提出了实时任务集可调度的判定流程,最后采用资源增值分析了两种判定条件的性能.     

基于周期虚拟缩减的实时任务调度和分析方法

针对航天器等安全关键系统中实时任务调度和可调度性分析的实际问题, 提出基于任务周期虚拟缩减的可调度性判定方法, 构建SHT (strong-hard task)任务模型对强硬实时任务进行精确描述, 并根据任务时间特性分配优先级. 虚拟化所有强实时任务为一个硬实时任务, 对此硬实时任务周期虚拟缩减并计算出其最差虚拟执行时间, 然后按RMS可调度性判定公式判定. 给出了判定方法的严格证明, 可对包含n个SHT任务的任务集进行快速可调度性判定, 此算法时间复杂度仅为O(n²). 在我国空间站计算机进行了对比验证, 实验表明判定效率优于现有可调度性判定方法, 平均运行时间开销降低了41.8%, 可调度率提高了5.7%.     

基于AADL的综合航电分区系统可调度性判定

综合模块化航电(IMA)系统中的分区系统提高了其可靠性和安全性,但在系统设计和实现过程中,应采用各种分析和验证方法确保系统的时间需求得到满足。为此,针对符合ARINC653规范的IMA系统,根据分区系统层级调度的特性,提出一种基于仿真的分区任务集可调度性判定方法。借助Cheddar工具及其自定义调度策略功能,使架构分析和设计语言(AADL)具有对分区系统进行建模的能力,并利用该工具对AADL模型进行仿真以判定系统的可调度性。实例分析结果表明,该方法能自动、准确、快速地进行可调度性判定,并以甘特图的方式绘制任务调度过程,得到直观、详细的结果。     

多处理器EPDFPfair算法的可调度性判定

针对多处理器实时调度中的最早伪时限优先(EPDF)Pfair算法,分析了EPDF算法在M个处理器平台上的可调度利用率约束,根据基于利用率的充分可调度性判定,提出了一种改进的可调度性判定方法。这种方法可以得到更多的可调度任务集,从而使得满足判定的强实时系统和使用tie-breaking规则困难的动态任务系统的调度有较小的开销。实验结果表明,改进的可调度性判定方法增加了判为可调度的任务集数量,具有较好的性能。     

基于负载计算的多处理器全局EDF判定方法

在多处理器实时调度过程中,干涉上界的取值对于可调度性判定的性能具有较大影响。为此,针对实时系统的最早截止期优先调度算法,引入任务松弛的有关概念,提出一种基于负载计算的可调度性判定方法。通过减小问题区间内带入作业的工作负载取值,增加任务集通过可调度性判定的可能。实验结果表明,随着处理器数量的增加,该判定方法较传统方法有5%~10%的性能提升。     

应用于实时系统的DMS算法可调度性分析

固定优先级任务的可调度性判定是实时系统调度理论研究的核心问题之一。本文提出了一种可行的DMS可调度性判定方法——确切性判定方法（precised schedulability test algorithln,简称PSTA）,利用DMS调度的充要条件,保证任何任务集均可被判定,并且判定结果是确切的。首先给出了DMS调度模型,介绍了可调度性判定的基本思想,然后进一步通过实验提出并证明了PSTA相关的定理。     

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.     

Using an adversary simulator to evaluate global EDF scheduling of sporadic task sets on multiprocessors

Schedulability analysis of real-time multiprocessor systems is usually based on sufficient but not necessary tests that produce pessimistic results. One difficulty in evaluating the effectiveness of sufficient schedulability tests has been distinguishing the cause of a task set failing the test, i.e., finding out whether the task set is in fact not schedulable or it is actually schedulable but the test itself is too pessimistic. Necessary schedulability tests help to distinguish between these two situations, since if a task set fails in the test then it is guaranteed to be unschedulable. An adversary simulator is a scheduling simulator that uses the non-determinism of the task model to generate scenarios that will stress a specific scheduling algorithm, improving the odds of a deadline miss. In this paper we describe a new adversary simulator algorithm for sporadic task sets executed on multiprocessors scheduled by Global Earliest Deadline First (G-EDF). It is shown that this new adversary simulator is more effective as a necessary test than existing approaches. We also estimate the uncertainty regarding G-EDF by applying to the same task sets a well-known sufficient schedulability test from the literature and the necessary schedulability test based on the adversary simulator.     

一种改进的RM可调度性判定算法

固定优先级任务可调度性判定是实时系统调度理论研究的核心问题之一.目前已有的各种判定方法可归结为两大类:多项式时间调度判定和确切性判定.多项式时间调度判定通常采用调度充分条件来进行,为此,许多理想条件下基于RM(rate monotonic)调度算法的CPU利用率最小上界被提了出来.确切性判定利用RM调度的充要条件,保证任何任务集均可被判定,并且判定结果是确切的.但是由于时间复杂度较差,确切性判定方法难以实现在线分析.提出了一种改进的RM可调度性判定方法(improved schedulability test algorithm,简称ISTA).首先介绍了任务调度空间这一概念,并提出了二叉树表示,然后进一步提出了相关的剪枝理论.在此基础上,研究了任务之间可调度性的相关性及其对判定任务集可调度性的影响,提出并证明了相关的定理.最后基于提出的定理,给出了一种改进的伪多项式时间可调度性判定算法,并与已有的判定方法进行了比较.仿真结果表明,该算法平均性能作为任务集内任务个数的函数具有显著提高.     

控制系统中实时任务的动态优化调度算法

提出一种新的调度算法——带有非周期服务器的EDF调度算法.分析了所有任务的可调度性,给出了可调度条件,并给出一种新的周期性任务模型以及主优先级和辅助优先级的概念.它们在保证任务可调度的前提下,对周期性任务的采样频率和控制延时进行优化.仿真结果表明,该算法可以提高周期性任务的采样频率,并降低控制延时,即能优化系统的性能.     

On the gap between schedulability tests and an automotive task model

In this paper, we study the adequacy of available schedulability tests for monoprocessor fixed-priority systems to enable performing scheduling analysis for automotive applications. We show that, in spite of the work carried out during the last decade to enhance these tests in order to support more realistic task model, a gap still exists between the task model considered in these tests and the usual automotive task model. However, we claim that an extension of these tests is possible to support some of the uncovered automotive features. The aim of this study is to raise discussion and make researchers involved in the development of such schedulability tests be aware of the effort needed to bridge the gap between current schedulability tests and automotive task model mostly used. The study is illustrated by showing the concrete challenges faced when applying scheduling analysis to a case study derived from a real engine control application.