一种弱硬实时约束规范

当弱硬实时系统约束规范中μ-patterns首个字符为0时,弱硬实时约束规范 就失去作用。针对该问题,通过改变截止期满足率的计算方法,提出一个弱硬实时约束规范 ,在保持 优点的同时,扩大了其使用范围,并通过偏序证明来保证其优良 性能。     

基于path RTL的弱硬实时系统

弱硬实时系统是实时系统中的一个重要研究领域.经典弱硬实时系统以任务流中任务满足或错过的个数来约束系统性能,存在着无法准确表达系统实时特性的不足,以及弱硬实时的可靠性无法证明的缺陷.通过提出弹性截止期的概念,定义基于path RTL的弱硬实时系统,有效解决了经典弱硬实时系统可靠性无法证明的难题;实现了弱硬实时系统的约束由时间特性来表达的目标;对于新兴出现的弱硬实时应用提供了完整的解决方案;同时也对经典弱硬实时系统提出了规约算法,以充分利用经典弱硬实时系统在约束规范、调度算法等方面已有研究成果.通过比较,path RTL弱硬实时系统在系统完整性、系统可靠性和应用领域等方面,比经典弱硬实时系统具有优势.     

弱硬实时系统约束规范

从弱硬实时系统定义出发,概述现有弱硬实时约束规范及其相互关系,提出了一种约束规范(m,p),与已有的约束规范作了严格性强弱的比较,并给予了证明;同时修正了Bernat提出的一个约束强弱比较的定理.     

基于裁剪的弱硬实时调度算法

针对当前弱硬实时调度算法无法保证超过窗口长度的执行序列的满足率达到一定比例的问题,基于(m~-,p)弱硬实时约束,提出了一种基于裁剪的调度算法(cut-down based scheduling,简称CDBS).由于判断(m~-,p)约束是否满足需要遍历任务的整个执行序列,因此判断复杂度很大.为此,提出一种高效的裁剪执行序列的算法,同时证明其正确性,并利用适当的数据结构,使得计算复杂度与序列长度无关,通过实验说明其降低计算复杂度的有效性.进一步与其他经典实时调度算法(EDF(earliest deadline first),DBP(distance-based priority),DWCS(dynamic window constraint schedule))进行比较,验证该算法与其他算法具有相当的性能.     

（p，k）约束流的可扩展性和QoS保证

在弱硬实时应用中,（p,k）约束可以提供更精细的QoS保证。为了提高（p,k）约束流的可扩展性,本文通过分析（p,k）约束,给出其分类依据,提出了相应的静态和动 态分类选择算法。实验结果表明,分类选择算法能够在性能和开销之间提供适当的折衷。     

(m-,P1)约束规范的动态调度算法研究

(m,p1)有效解决了μ-pattern中第一个数字为0时部分约束规范失效的问题。在弱硬实时调度算法研究的基础上,针对(m,p1)约束规范,提出了一个动态弱硬实时调度算法,分析与仿真结果表明,算法效果良好。     

面向数控系统的三级调度模型研究

针对硬实时系统中多种类型任务并存的特点,提出一种三级实时调度模型--TLRtS(three-level real-time scheduling).该模型将整个系统空间划分为硬实时、软实时和非实时空间,分别用来处理硬实时、软实时和非实时任务.TLRtS模型不仅可以动态加载多种实时调度算法,还可以集成相应的资源访问控制协议,解决了任务之间存在资源竞争的问题.实验结果表明,此方法既保证了所有硬实时任务严格按照其时间约束在截止期前完成,又尽可能地提高了软实时和非实时任务的服务质量.     

嵌入式操作系统的硬实时微内核设计

目前的嵌入式实时操作系统存在着内核结构较为复杂、臃肿、稳定性不高、对硬实时应用支持不足等问题.针对这些问题,结合现有的操作系统内核理论及嵌入式实时系统的特殊需求,通过组件化的设计,将内核划分为核心态基本模块及用户态扩展模块,提供多种进程间通讯(IPC)方式,并引入独特的硬实时抢占式调度机制,设计出一种精炼、稳定的硬实时微内核.通过这种设计思路成功开发出了昊鹏(Hopen)操作系统新版内核,应用于最新的3G手机产品上,取得了非常好的效果.     

一种严格按比例派发服务的混合实时调度算法

在混合实时系统中,调度器必须既保证所有硬实时任务严格按照其时间约束在截止期内完成,又要尽可能地提高软实时任务和非实时任务的服务质量.提出了一种严格按比例派发服务器算法(RPDS),并以此为基础构建了一种层次式调度框架.RPDS将处理器时间流分成连续的小段,并在每一小段中强制为非硬实时任务分配一个时间片.实验结果表明,RPDS可以合理地为各种类型应用分配处理器时间,并且降低了实时任务的截止期错失率.     

基于至少连续满足弱硬实时限制的调度算法

对至少连续满足弱硬实时限制的性质进行了扩充，提出并证明了任务不满足子序列长度与任务连续满足的截止期限数之间的关系.在此基础上提出了改进的弱硬实时限制调度算法：MRA．MRA用于在弱硬实时系统中保证任务满足至少连续满足限制，是一种高效、易于实现的调度算法,仿真实验的结果表明，MRA调度算法在提高任务对限制的满足率和保证任务实时性方面优于同类算法．