开放式实时系统的调度理论与方法分析

随着实时系统应用的日益广泛,多类型实时和非实时任务并存的情况给系统调度机制带来了新的需求和挑战.开放式实时系统的相关研究因为解决这一问题而受到关注,也为调度理论与方法带来了新的思路.在阐述了开放式实时系统的基本概念和理论的基础上,提出了一种调度对象的层次性模型,适用于开放式实时调度环境.对几种有代表性的相关方法进行了详细的比较研究,指出它们各自的功能特征和适用范围及其共同特征.把不同方法进行有机集成是可行的,也是一个发展方向,可以使各方法在集成的调度机制内各施所长,更适合于开放式实时系统的应用环境.     

开放式实时环境中的集成调度框架

开放式实时环境中的多类型实时任务并存的情况给实时调度机制带来了新的需求和挑战．提出了一种适用于开放式实时环境的3层集成调度框架，它基于服务器方式的实时调度理论，把5种既有相关性又有功能互补特征的服务器有机的集成到统一的调度机制中．可支持多种类型的实时任务及非实时任务共存于同一系统的混合调度，并且根据它们的属性自动选择最合适的服务器与之搭配．相对于现有方法，该调度框架可支持的调度对象类型更广泛，易于进行服务质量控制，并且有良好的可扩展性．因此，更适合于开放式实时环境．     

开放式实时系统双层调度框架的一种改进方案

分析了开放式实时系统双层调度框架的调度特点,指出了其仅适用于硬实时环境的缺陷。在保证硬实时应用可调度性的基础上,针对硬实时和软实时应用的不同特点提出了一种改进方案,增加了软实时应用的处理,拓展了原方案的适用范围,完善了开放式实时系统的双层调度框架,最后用理论证明与仿真实验验证了改进方案的有效性。     

嵌入式实时调度框架研究

嵌入式实时操作系统环境中的多类型实时任务并存的情况给实时调度机制带来了新的需求和挑战。提出了一种适用于嵌入式实时环境的调度框架,可以调度多类型实时和非实时任务,且可通过自适应控制来调节软实时任务带宽,使系统实时性最优化。它引入了两个层次的任务准入控制,解决了任务相关性和资源等约束问题,保证了进入系统的任务独立性和可调度性。它具有良好的可扩展性和可配置性,适用于分布式实时环境。     

开放式实时系统中的自适应调度方法

首先针对开放式实时系统 ,讨论了自适应实时调度的需求情况和自适应技术应用上的关键问题 ;提出了适用于硬实时调度需求的调度参数自适应调整机制 ;重点面向软实时调度需求 ,提出了一种基于模糊控制策略的自适应调度方法 ,它致力于动态跟踪调度对象的负载变化 ,并把截止期错过率控制在期望值附近 .相对于现有方法 ,更适合于解决开放式实时系统中的自适应调度问题     

开放式实时嵌入式系统自适应调度模型研究

开放式实时嵌入式系统中多类型实时任务并存和资源受限的情况给实时调度机制带来了新的需求和挑战。通过引入准入控制、资源管理、调度服务器、自适应调节机制等,提出了一个形式化的自适应调度模型。它能适应开放计算环境的不确定性,有控制地接受不同类型任务的运行;可根据系统资源和任务需求的最新变换情况计算带宽变化,自适应地调节任务的优先等级,使得系统运行在最优的实时性能上;该模型在某航空机载系统设计中得到了实际应用,同其它类似系统相比,该模型的应用提高了系统的调度性和系统稳定性。     

混合任务集的层次调度方案

实时系统的关键技术在于系统如何调度应用程序。由于多类型的实时任务并存于一个系统,单一的调度算法无法满足这一需要,于是提出了层次调度方案。该文介绍了这一方案的设计思想,并给出了该方案的具体实现。     

单机实时系统中的一种混合型实时容错调度算法

目前研究单机实时系统的调度算法文章大多只能调度单一类型的任务。本文在PKSA算法的基础上,建立了一种混合型实时容错模型,提出一种调度算法不仅可以调度有容错需求的周期任务,同时也能够调度无容错需求的周期任务和非周期非实时任务,实现了调度混合型任务的目的。     

单机实时系统中的一种混合型实时容错调度算法

目前研究单机实时系统的调度算法文章大多只能调度单一类型的任务。本文在PKSA算法的基础上，建立了一种混合型实时容错模型，提出一种调度算法不仅可以调度有容错需求的周期任务，同时也能够调度无容错需求的周期任务和非周期非实时任务，实现了调度混合型任务的目的。     

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.     

长释放时间间隔优先的混合任务调度算法

针对混合任务实时调度的需求和MUF算法的局限性,提出了一种长释放时间间隔优先的混合任务实时调度算法LRIF,该算法除了可对周期性硬实时任务提供调度保证外,同时还可确保非周期性软实时任务的可调度率。论文还提出了LRIF调度算法的可调度性分析方法,并讨论了LRIF调度算法的实现方法。     

SET-MRTS：一种多处理器实时系统可调度性实验平台

近年来,随着实时调度研究的快速发展,可调度性实验的复杂性随之增加,然而,由于缺乏标准化、模块化的可调度性实验工具,研究者往往需要耗费大量时间进行实验;此外,由于实验源码不能公开获得,使得实验结果难以验证,实验代码难以重用与扩展。针对可调度性实验重复工作量大、难以验证的问题,提出一种可调度性实验基础框架。该框架通过随机分布产生任务系统集合,并测试其可调度性,基于该框架设计并实现了一个新的可调度性实验开源平台——SET-MRTS。该平台采用模块化架构设计了任务模块、处理器模块、共享资源模块、算法库、配置解析模块以及输出模块。实验结果表明,SET-MRTS支持单/多处理器实时调度算法和实时同步协议分析,能够正确地进行可调度性对比实验,输出直观的实验结果,并且支持算法库的扩充,与算法库中已实现的算法进行对比实验,具有良好的兼容性与可扩展性。SET-MRTS是第一个支持完整实验流程,包括算法实现、参数配置、结果统计、图表绘制等的可调度性实验开源平台。     

实时调度EDZL算法的可调度性判定

针对多处理器实时调度中的EDZL调度算法,利用多任务之间的相互干涉关系,找出与多处理器之间的时间约束条件,提出了一种可调度性判定的方法,并对给出的判定方法进行了证明。给出了一种判定多处理器实时EDZL可调度性的算法,这种方法可在设计多处理器实时系统时使用。     

一种开放混合实时系统的开放自适应调度算法

开放计算环境下的实时与非实时任务不确定并发,以及多种实时约束混合的复杂约束系统,即开放混合实时系统的需求越来越广泛.通过引入接收控制、调度服务器、自适应调节机制,提出一种开放环境下的自适应实时系统调度架构--OARtS(open adaptive real-time scheduling).它能适应开放计算环境的不确定性,有控制地接受实时任务运行;可根据系统空闲计算带宽变化,自适应地调节任务的实时等级,使得系统运行在最优的实时性能上;对于软实时任务,可根据其计算带宽需求变化,自适应地调节其计算带宽分配,以适应任务执行时间时变引起的实时不确定性.     

基于RM与EDF的实时混合调度算法研究

通过对实时系统中静态调度算法RM和动态调度算法EDF的研究与分析,针对两种调度算法在实际应用中的问题,提出了一种基于阈值δ的混合调度算法,将RM与EDF调度算法相结合,并从数学角度描述了混合调度算法的可调度性与实时任务的周期、执行时间等属性之间的关系,给出了混合调度算法可调度性的充分必要条件。最后用实验验证了混合调度算法的有效性。     

Scheduler Modeling Based on the Controller Synthesis Paradigm

The controller synthesis paradigm provides a general framework for scheduling real-time applications. Schedulers can be considered as controllers of the applications; they restrict their behavior so that given scheduling requirements are met. We study a modeling methodology based on the controller synthesis paradigm. The methodology allows to get a correctly scheduled system from timed models of its processes in an incremental manner, by application of composability results which simplify schedulability analysis. It consists in restricting successively the system to be scheduled by application of constraints defined from scheduling requirements. The latter are a conjunction of schedulability requirements that express timing properties of the processes and policy requirements about resource management. The presented methodology allows a unified view of scheduling theory and approaches based on timing analysis of models of real-time applications.     

一种帧间相关的窗口限制实时系统的分析与研究

在研究窗口限制实时系统的基础上提出了一种受窗口限制的帧间相关周期模型。首先对该模型的调度性进行了分析与研究,得出了一些结论,然后提出了相应的动态双窗口限制调度算法,该算法充分利用了帧间相关的特点来提高实时任务的可调度性,减少窗口限制违例。同时,还进行了大量的模拟研究,这些模拟以传统的动态窗口限制调度算法为基准,将其应用于帧间相关的周期模型时的窗口限制违例情况与新算法进行比较,模拟结果表明,新算法的表现优于传统的动态窗口限制调度算法。     

面向分布式实时系统的安全驱动调度算法研究

针对现有实时调度算法无法适应动态安全需求的问题,构建了一种安全驱动调度模型,该模型从系统安全级别、系统安全服务和任务安全策略三个方面描述了实时系统的动态安全需求,并设计了一种基于安全驱动的实时任务调度器框架。以该模型和框架为基础,提出了一种安全驱动调度算法(Security Driven Scheduling Algorithm,SDSA)。从全局角度对新到达任务进行可调度性检查,并将可调度任务分配到合适的处理机上运行。按照系统安全级别来动态调整已分配到各处理机上实时任务的安全策略,使其达到安全性和可调度性的最优平衡。采用优先级抢占式策略对各实时任务进行调度。仿真结果表明,SDSA算法与其他同类算法相比,在系统动态安全需求的适应性、关键任务的可调度性以及安全防危能力等方面具有较好的表现。