基于理想CAN总线的消息调度研究

介绍了CAN总线消息的传输机制和优先级的分配方法.在分析固定优先级抢占式任务调度基础上,研究理想 CAN中固定优先级非抢占式消息调度,讨论了总线节点中信号组合方法对消息调度的影响.     

软件容错模型中的部分抢占实时调度算法

为了减少软件容错模型中实时调度算法的抢占次数,提出了一种部分抢占调度算法(PPA),该算法不仅考虑了如何尽可能多地执行主部分,还考虑了如何减少抢占次数,采用了类似非抢占最早时限优先算法(EDFA)来调度主部分.对不同CPU利用率和软件错误概率的任务集合进行模拟实验,结果表明,PPA算法在可以获得与目前所知的同类算法近似调度性能的同时,还可以在一定情况下极大地减少任务调度间的抢占次数,从而减少了系统中因抢占次数过多带来的额外运行时调度开销等负面因素.     

最早截止期优先调度算法的改进

在基于IEEE802.16d协议的服务流调度过程中,为了保证优先级较高的任务优先得到服务,并尽量将调度过程对系统资源的消耗控制在可承受的范围内,在分析已有的非抢占式及抢占式两种方案的最早截止期优先(EDF)算法优缺点的基础上,重点考虑时间特性、重要性特性、顺序参考三方面作为调节参数,同时兼顾传输距离,对已有的EDF算法进行改进。提出了基于重要性因素抢占的半抢占式EDF算法。通过仿真实验,把改进后的EDF算法应用到IEEE802.16d协议的实时轮询业务(RTPS)服务流调度中。结果表明,改进后的EDF算法较好地平衡了抢占及非抢占式EDF算法的优缺点,具备较前两者更小且更稳定的延时。     

分布式实时系统的容错调度算法

现有的分布式实时系统的容错调度算法要求系统中所有任务的周期相同且等于其时限，而实际中任务的周期常常是互不相同的,将任务分配算法与单处理器的调度算法相结合，提出基于基版本／副版本技术和非抢占式EDF算法的容错调度算法，给出了基版本／副版本任务时限的设置方法，并对任务集的可调度性进行了分析，给出了任务集在给定处理器集上可调度性的判定方法.     

适应动态安全需求的实时任务调度算法研究

现有的实时容错调度算法没有将实时任务的动态安全需求与其可调度性结合起来考虑.针对这一问题,文章展开以下研究工作:基于安全分级思想,构建了一个适应动态安全需求的实时调度模型,该模型详细地描述了实时任务、系统安全服务、任务容错等实时调度过程涉及的关键要素.以此模型为基础,提出了一种自适应实时容错调度算法(AFTS),该算法支持优先级抢占式调度策略,以牺牲普通任务的运行为代价来保证关键任务的可调度性,并采用主副本备份技术实现了关键任务的容错功能.当系统安全级别被动态调整时,该算法能够为实时任务选择满足当前安全需求的最优安全策略.仿真实验表明,文中提出的算法与同类算法相比,在系统动态安全需求的适应性,以及关键任务的可调度性和容错能力等方面有较好的表现.     

μC/OS-Ⅱ混合调度算法的硬件实现

针对μC/OS-Ⅱ过于单一的调度算法引起的应用局限性,提出一种混合调度算法.在原有的基于优先级的抢占式调度算法基础上,扩展了同级调度.对于具有同一优先级的多任务的任务组,按照用户设定的优先级阈值进行划分,优先级高于该阈值为实时任务组,否则为非实时任务组.同级实时任务组采用较公平的时间片轮转算法,同级非实时任务组采用开销较少的先来先服务算法.算法基于FPGA实现,由VHDL描述,通过ISE 10.1仿真,仿真结果表明,硬件任务调度器保证了调度的正确性,提高了系统的实时性.     

一种改进的实时任务调度算法

针对现有的表调度算法优先级选取单一、优先级相同时任务随机调度导致某些重要任务延迟处理的问题,提出了一种双优先级任务调度算法(DPSA)。DPSA根据任务到入口任务的路径长度和IHEFT算法上行权重作为任务优先级安排任务调度顺序。采用随机生成的有向无环图(DAG),与HEFT算法进行对比实验,实验结果表明,DPSA能获得更短的调度长度。     

基于空间时间冗余的替代主版本冗余调度算法

目的 研究空间冗余与时间冗余各自的特点,提出一种将时间冗余与空间冗余方式的优点相结合的容错调度算法,提高调度算法的处理器利用率.方法 将每个任务分为主版本、副版本和替代主版本.根据任务利用率将任务集分为高频任务集和低频任务集两类.分别采用空间冗余和时间冗余策略实现容错.采用EDF算法为任务分配动态优先级,且在主版本任务频繁发生错误的情况下激活替代主版本.结果 所提算法将空间冗余与时间冗余相结合,满足任务的实时与容错需求,且避免系统因频繁执行一个易出错的主版本任务而造成资源的浪费.结论 该算法降低了任务集对系统处理器数量的需求,提高了系统资源利用率.     

多类型任务集的容错实时调度算法

针对以往容错实时调度算法只能调度单一的具有容错需求任务的情况,建立了一种单处理器上的容错实时调度模型,并提出了相应的容错实时调度算法。该算法不仅能同时调度具有容错需求和无容错需求的周期实时任务,还可调度随机性非周期任务,其适用范围广泛。     

应用混合粒子群优化的检查点全局优化算法

针对容错实时系统存在的局部最优检查点间隔为单次故障情况下的最优检查点间隔及局部最优检查点间隔并不是任务集全局最优检查点间隔的缺陷,首先给出检查点间隔全局优化问题的多目标优化模型,然后基于混合粒子群优化算法,提出检查点间隔全局优化算法.该算法通过混合粒子群优化算法的交叉和变异操作,避免算法陷入局部极值的困境,且增强了算法搜索全局近优检查点间隔的能力.实验表明,与其他检查点间隔优化算法相比,本算法可进一步提升系统容错能力.检查点间隔全局优化能在故障多次发生情况下,对任务集的检查点间隔进行全局搜索,以减小检查点设置次数和故障检测次数、高优先级任务抢占时间及故障恢复时间,提高系统可调度性.     

基于优先级混合策略的回卷恢复容错实时系统的可调度性

实时系统具有严格的实时性及高度的可靠性要求。考虑到系统可能出错的情况,对回卷恢复容错模型下实时系统的可调度性进行了研究,提出了容错优先级混合策略,并推导出该策略下任务最坏响应时间的计算公式。结合系统的可调度性分析,提出了混合策略的优先级配置搜索算法(FTPCS_MS算法),该算法将最优容错优先级混合配置的搜索空间由O(nn)降低为O(n2)。仿真实验表明,容错优先级混合策略能够在继承策略的基础上进一步提升系统的容错能力。     

Mine-Hoist Active Fault Tolerant Control System and Strategy

Based on fault diagnosis and fault tolerant technologies, the mine-hoist active fault-tolerant control system (MAFCS) is presented with corresponding strategies,, which includes the fault diagnosis module (FDM), the dynamic library (DL) and the fault-tolerant control module (FCM). When a fault is judged from some sensor by FDM, FCM reconfigure the state of MAFCS by calling the parameters from all sub libraries in DL, in order to ensure the reliability and safety of mine hoist. The simulating result shows that, MAFCS is of certain intelligence, which can adopt the corresponding control strategies according to different fault modes, even when there are quite difference between the real data and the prior fault modes.     

基于回卷恢复的数控系统实时容错调度策略

针对数控系统对时间确定性和可靠性的要求,建立混合关联任务集描述模型,提出了基于回卷恢复机制和最佳优先（BF）算法的容错调度策略.该策略对数控系统关键任务的执行过程进行周期性分段验证,通过保存正确的检查点状态,使得出现瞬时故障时任务可以从检查点开始继续执行,从而以较低的计算损失达到容错的效果.与传统的实时容错调度算法相比,基于回卷恢复机制的容错调度策略能很好地适用于数控系统多类型任务并存和任务间相互约束的特点,同时,通过降低错误恢复所需的时间开销,有效地提高了系统的资源利用率.该算法应用于数控系统的有效性在实例分析和算法模拟研究中得到验证.     

双电压动态可重构FPGA任务模型及调度算法

通过对单电压动态可重构可编程逻辑门阵列（FPGA）实时任务模型的学习研究,建立基于双电压动态可重构FPGA的非可抢占任务模型.该模型很好地描述了双电压动态可重构FPGA任务的特征,在单电压任务模型的基础上增加了双电压任务模型特有的属性.并基于降序首次自适应算法提出一种新的硬件任务调度算法,该算法在保证任务集限制时间内完成所有任务的同时,利用动态电压调节的方法大幅度减少了任务集完成所需要的能量.在Sun Saloris 工作站下对任务调度模型及其算法进行仿真和评估,实验数据表明,这种基于双电压的任务模型的调度算法,能够有效降低FPGA任务执行的能耗,对于大规模的任务,能耗最高可节省24.1%.     

A real-time fault-tolerant scheduling algorithm with low dependability cost in on-board computer system

To make the on-board computer system more dependable and real-time in a satellite, an algorithm of the fault-tolerant scheduling in the on-board computer system with high priority recovery is proposed in this paper. This algorithm can schedule the on-board fault-tolerant tasks in real time. Due to the use of dependability cost, the overhead of scheduling the fault-tolerant tasks can be reduced. The mechanism of the high priority recovery will improve the response to recovery tasks. The fault-tolerant scheduling model is presented simulation results validate the correctness and feasibility of the proposed algorithm.     

基于非精确计算的实时任务检查点设置策略

实时系统要求每个任务必须在其截止时间内产生逻辑正确的结果,然而,由于故障的存在使得系统无法保证所有任务都能满足这一条件,因此,适当降低实时任务的精确度以及提供优化有效的容错方法变得至关重要．文章基于非精确计算理论提出了一种检查点设置策略IC—CPS,该策略面向多任务的实时系统,可以提供容错能力和确定性实时保证．数值测试证明IC—CPS不仅提高了系统的容错能力,扩大了检查点策略的应用范围,使得实时任务能够在按时完成的前提下容忍更多的错误,而且还降低了系统因为设置检查点所产生的开销．     

高可信赖实时操作系统的防危调度机制

为增强实时操作系统的防危性,在分析现有调度机制的基础上,探讨了最大关键度优先的调度算法,该算法是一种混合型的优先级实时调度算法,由静态优先级、动态子优先级和静态子优先级3部分组成,综合了固定优先级调度算法和动态优先级调度算法的优点,既可充分利用处理器资源,又能在发生瞬时过载时保证关键任务不受非关键任务的影响,从而增强了实时操作系统的防危性。     

实时分布系统的动态容错调度算法

分布系统中如何保证具有容错需求任务的实时性是一个具有挑战性的课题,目前针对不同的应用背景已产生了一些有意义的研究成果,但当任务的截止时间不足以让主、副两版本分别单独运行时,尚未作处理.这里提出了基于PB的改进时间冗余的启发式动态容错调度算法FTPB,在算法中根据任务的开始时间、执行时间、截止期限之间的内在关系,分别采用副版本主动复制与被动复制策略,使系统在不增加额外资源的前提下,既有较好的容错能力,又有效地利用CPU资源,同时还能提高任务的接受率.模拟实验结果表明:算法FTPB优于同类其他算法,具有较好的实用价值.